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平面连杆机构及其设计 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、六杆机构等。 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 三、平面连杆机构的特点1）适用于传递较大的动力，常用于动力机械。2）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3）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：1）不宜于传递高速运动。2）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 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。机架连架杆连架杆连杆4123 ?321DCBA?二 平面四杆机构的演变1 转动副转化为移动副?321DCBA? BAC321??ABCe321 BAC21??3A3s?BC21? 2 取不同构件为机架（机构倒置）直动滑杆机构导杆机构曲柄滑块机构曲柄摇块机构 3 扩大转动副CBAC1C2ABC §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BDAC1234abcdB2ACB1DE’F’GFEG’d+a|d-a||b-c|b+c 欲使连架杆AB成为曲柄，则必须使AB通过与机架共线的两个位置，即必须满足 a+d≤b+c (1) |d-a|≥|b-c| (2)a≤ba≤ca≤d从而可得(1) 若d≥a，则可得a+b≤c+d (若bc) a+c≤b+d (若cb) a+d≤b+c 平面连杆机构有曲柄的条件：1）连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆；2）最短杆与最长杆之和应小于或等于其余两杆的杆长之和。（杆长和条件）(2) 若d≤a 则可得 铰链四杆机构类型的判断条件：2）若不满足杆长和条件，该机构只能是双摇杆机构。1）在满足杆长和的条件下：（1）以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为摇杆，即该机构为曲柄摇杆机构；（2）以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为双曲柄机构；（3）以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存在，即该机构为双摇杆机构。注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：最长杆的杆长其余三杆长度之和。 曲柄滑块机构有曲柄的条件1）a为最短杆2) a+e≤b.C”abABCB’’ B’ eC’ 导杆机构有曲柄的条件ACBade1)a为最短杆，a+e?d2)d为最短杆，且满足d+e?a摆动导杆机构转动导杆机构 二、平面四杆机构输出件的急回特性摆角θψC1C2DAB1B2B?1C??2∵ ?1?2 , 极位夹角 ⌒v2 =C1C2/t2?1=180°+θ, ?2=180°-θ ⌒v1 =C1C2/t1∴ t1t2 , v1v2 = v2/v1 =（C1C2/t2）/ （C1C2/t1 ） = t1/t2 =?1/?2 =（180°+θ）/（180°-θ） 输出件空回行程的平均速度 ————————————— 输出件工作行程的平均速度K =θ=180°（K-1）/（K+1）行程速比系数连杆机构输出件具有急回特性的条件1）原动件等角速整周转动；2）输出件具有正、反行程的往复运动；3）极位夹角θ?0。 BACB1B2C2C1C2BB1AC1B2CθθAB1DC∞B2??=? 三、平面机构的压力角和传动角、死点F1 = FcosαF2 = FsinαABCDαγδFvcF1F21、机构压力角:在不计摩擦力、惯性力和重力的条件下，机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受力点的速度方向间所夹的锐角，称为机构压力角，通常用α表示。 传动角：压力角的余角。机构的传动角和压力角作出如下规定：γmin≥[γ ]；[γ]= 30?60°；αmax≤[α]。[γ]、[α]分别为许用传动角和许用压力角。vcABCDαγδFF1F2通常用γ表示. FABC123vB3αFvB3ABC123α= 0° γ= 90°αnαvF?vB3FABC231αvF δ= arccos{[b2+c2-d2-a2+2adcos?]/2bc}.? = 0?, δmin= arccos{[b2+c2-(d-a)2]/2bc}