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第二章 平面连杆机构及其设计 三、平面连杆机构的特点 适用于传递较大的动力，常用于动力机械 依靠运动副元素的几何形面保持构件间的相互接触，且易于制造，易于保证所要求的制造精度 能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，工程上常用来作为直接完成某种轨迹要求的执行机构 不足之处： 不宜于传递高速运动 可能产生较大的运动累积误差 §2-1 平面四杆机构的基本形式、演变及其应用 二、平面四杆机构的演变 2、取不同构件为机架（机构倒置） 1）铰链四杆机构的倒置 2）单滑块机构的倒置 2）其他机构的倒置… ? 3、扩大转动副 §2-2 平面四杆机构设计中的共性问题 一、平面四杆机构有曲柄的条件 二、平面四杆机构输出件的急回特性 三、平面机构的压力角和传动角、死点 四、运动的连续性 一、平面四杆机构有曲柄的条件 铰链四杆机构类型的判断条件 曲柄滑块机构有曲柄的条件 导杆机构有曲柄的条件 二、平面四杆机构输出件的急回特性 三、平面机构的压力角和传动角、死点 2、最小传动角的确定 3、机构的死点位置 四、运动的连续性 §2–3 平面四杆机构的设计 一、给定连杆位置?设计四杆机构 例：翻转机构 已知：2个位置B1-C1、B2-C2，及铰链安装平面AD 二、给定行程速度变化系数?设计四杆机构 曲柄滑块机构-设计过程 确定比例尺ml 画出C1、C2及偏心距e; 已知K，求θ 以90o-?为底边角，C1-C2为底边作等腰三角形C1oC2 以三角形顶点o为圆心作辅助圆 圆与偏心距交点即为A点 以公式：AB=(AC2-AC1)/2；得杆长lAB 以公式：BC=(AC1+AC2)/2；得杆长lBC 结束 导杆机构-设计过程 素材 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 平行四边形机构 反平行四边形机构 素材1 素材2 素材3 素材4 素材5 素材5 1、基本问题 根据机构所提出的运动条件，确定机构的运动学尺寸，画出机构运动简图。 1）根据给定的运动规律（位移、速度和加速度）设计四杆机构； a 实现连杆的几个位置 c 实现两连架杆的对应角位移、角速度和角加速度（颚式碎矿机、惯性筛） b 实现输出构件的急回特性 2）根据给定的运动轨迹设计四杆机构； A0 A1 B3 A3 A2 B2 B1 B0 E2 E1 E3 ?2 ?1 3) 综合功能 1）实验法 3）解析法 2）几何法 2、设计方法 实现连杆位置； 实现轨迹； 实现速度要求 B1 B2 B3 C2 C3 C1 A D c23 c12 b23 b12 求：A的位置，并定出 C1 D B1 C2 B2 ? A ? O 90?-? 90?-? 已知： (1) AB=(AC2-AC1)/2 BC=(AC1+AC2)/2 AC1=BC-AB AC2=BC+AB 180°(K-1) （K+1） θ= 确定比例尺 C1 D B1 C2 B2 ? A ? O 90?-? 90?-? 铰链四杆机构-设计过程 已知：C1 、C2位置（行程H），K,e A C1 B1 B2 B C θ o e C2 900-? 900-? 已知： θ A B1 D C ∞ B2 ? ?=? B A C D B A C D A E C D B A E C D B 鹤式起重机 d c b a C’ B’ D C B A d c b a D C B A 4 2 1 D C B A 3 C1 B1 * 华中科技大学 机械学院 刘伦洪 二、连杆机构的分类 1、根据构件之间的相对运动分为： 平面连杆机构、空间连杆机构 2、根据机构中构件数目分为： 四杆机构、五杆机构、六杆机构、… 若干个构件全用低副联接而成的机构，也称之为低副机构。 一、 连杆机构 机架 连架杆 连架杆 连杆 4 1 2 3 在连架杆中，能绕其轴线回转360°者称为曲柄；仅能绕其轴线往复摆动者称为摇杆。 一、平面四杆机构的基本形式 1）曲柄摇杆机构：两连架杆中，一个为曲柄，而另一个为摇杆。 2）双曲柄机构：两连架杆均为曲柄。 3）双摇杆机构：两连架杆均为摇杆。 3 2 1 D C B A 1、转动副转化为移动副 3 2 1 D C B A B A C 3 2 1 ? ? A B C e 3 2 1 对心滑块机构 偏置滑块机构 曲柄滑块机构 B A C 2 1 ? ? 3 A 3 s ? B C 2 1 ? 正弦机构 曲柄移动导杆机构 直动滑杆机构 （定块机构） 曲柄摇块机构 曲柄滑块机构 曲柄转动导杆机构 C B A C1 C2 A B C B D A C 1 2 3 4 a b c d B2 A C B1 D E’ F’ G F E G’ d+a |d-a| |b-c| b+c 为什么关注有曲柄条件？ 欲使连架杆AB成为曲柄，则必须使AB通过与机架共线的两