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机械原理 英汉双语 教学课件 ppt 作者 张春林 第5章 平面连杆机构及其设计精品
第5章 平面连杆机构及其设计
5.1 平面连杆机构的特点与基本型式
1.平面连杆机构的特点
1)平面连杆机构结构简单、易于制造、成本低廉。
2)连杆机构是低副连接的机构,故承载能力大。
3)通过适当地设计各杆件尺寸,连杆机构可实现运动规律与运
动轨迹的多样化。
4)可进行远距离的传动。
5)连杆机构不宜应用在高速运转场合。
2.平面连杆机构的基本型式
Fig.5-1 Types of four-bar linkages(铰链四杆机构的类型)
Fig.5-2 Types of four-bar linkages with a sliding pair(含有一个移动副的四杆机构类
型)
(1) 曲柄摇杆机构 若两个连架杆一为曲柄,一为摇杆,则此铰链四杆机构
称为曲柄摇杆机构,如图5-1a所示。
(2)双曲柄机构 若将图5-1a所示曲柄摇杆机构的曲柄1选为机架,转动副A 、
B 为整转副,则连架杆2 、连架杆4均为曲柄,该机构称为双曲柄机构,如
图5-1b所示。
(3)双摇杆机构 若将图5-1a所示的曲柄摇杆机构的摆杆3选为机架,转动
副C、D 为摆转副,则连架杆2 、连架杆4均为摇杆,该机构称为双摇杆机
构,如图5-1c所示。
(4)平行四边机构 图5-1b所示双曲柄机构中,如两曲柄平行且相等,该机
构演化为平行四边形机构,如图5-1d所示。
(5)等腰梯形机构 图5-1c所示双摇杆机构中,如两摇杆相等,该机构演化
为等腰梯形机构,如图5-1e所示。
(6) 曲柄滑块机构 图5-2a所示四杆机构中,一连架杆为曲柄,另一个连架
杆为滑块,该机构称为曲柄滑块机构。
(7)转动导杆机构 若将图5-2a所示的曲柄滑块机构的曲柄1选为机架,转
动副A 、B 为整转副,则连架杆2 、4均为曲柄,滑块3沿连架杆4移动,且随
4转动,该机构称为转动导杆机构,如图5-2b所示。
(8) 曲柄摇块机构 若将图5-2a所示机构的构件2选为机架,转动副A 、B仍
为整转副,连架杆1仍为曲柄,另一连架杆(滑块3)只能绕C点往复摆动,
该机构称为曲柄摇块机构,如图5-2c所示。
(9)移动导杆机构 若将图5-2a所示机构的滑块3选为机架,转动副A 、B仍
为整转副,连架杆4只能沿滑块往复移动,该机构称为移动导杆机构,如
图5-2d所示。
(10)摆动导杆机构 若将图5-2b所示的转动导杆机构的机架加长,使lBC<
lAB,转动副A演化为摆转副,连架杆4往复摆动,该机构称为摆动导杆机构,
如图5-2e所示。
(11)双滑块机构 在含有两个移动副的四杆机构中,若两个连架杆作成块状,且相对
十字形机架作相对移动,则称之为双滑块机构,如图5-3a所示。
(12)双转块机构 若两个块状连架杆相对机架作定轴转动,则称之为双转块机构,如
图5-3b所示。
(13)正弦机构 图5-3c 中,曲柄2绕A 点转动时,通过滑块3驱动构件4作水平移动,其
位移量l2sinφ,与曲柄转角φ成正弦函数关系,该机构称为正弦机构。
(14)正切机构 图5-3d 中,构件2转动时,构件4竖直移动,其位移量s=atanφ,该机构
称为正切机构。
Fig.5-3 Types of four-bar linkages with two sliding pairs
(含有两个移动副的四杆机构类型)
3.四杆机构的演化与变异
(1)转换机架法 图5-1a所示机构为曲柄摇杆机构,若以曲柄1为机架,则
得到图所示的双曲柄机构;若以摇杆3为机架,则得到图5-1c所示的双摇杆
机构。
(2)转动副向移动副的演化 图5-
4a所示曲柄摇杆机构中,摇杆上C
点的运动轨迹是以D 为圆心、以
DC 为半径的圆弧。
Fig.5-4 Evolution from turning pair to sliding pair(转动副向移
动副的演化)
(3)转动副的销钉扩大 如图5-5a所示的曲柄滑块机构中,曲柄
AB 的尺寸较小时,可将转动副B 的销钉扩大,当销钉B 的半径大
于曲柄的长度时,该机构演化为图5-4b所示的偏心盘机构。
Fig.5-5 Eccentric disk
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