1、机械设计基础 旧课回顾 3、滚动轴承的组合设计 4、滚动轴承的失效形式和选择计算 2、滚动轴承类型的选择 1、滚动轴承的代号 机械设计基础 第十二章 平面连杆机构 本章重点学习内容： 3、按照给定条件设计平面四杆机构 2、平面连杆机构的运动特性 1、铰链四杆机构的基本类型、判别与演化 本讲重点 平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副或移动副相互连接而组成的，在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。 平面连杆机构能够实现某些较为复杂的平面运动，在生产和生活中广泛用于动力的传递或改变运动形式。 机械设计基础 机械设计基础 第十二章 平面连杆机构 第一节 连杆机构及其传动特点 第二节 平面四杆机构的类
2、型及应用 第三节 平面四杆机构的运动特性 第四节 平面四杆机构的设计 机械设计基础 1、平面连杆机构的基本型式 : 铰链四杆机构 (曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆 ) 2、连杆机构的演化方法 1)改变机构的形状和运动尺寸 ; 2) 改变运动副的尺寸 ; 3)取不同构件为机架 ; 4) 运动副元素的逆转 3、演化型式：曲柄滑块、导杆、摇块、直动导杆、偏心轮等 4、平面连杆机构的运动特性 曲柄存在的条件 : 机构尺寸满足杆长条件，且最短杆为机架或连架 急回运动特性与行程速比系数 压力角、传动角、止点、运动连续性的概念 本讲小结 00180180K机械设计基础 机械设计基础 第一节 连杆机构及其传动特点
3、连杆机构不仅在工农业、工程机械中得到广泛应用，而且在诸如机械手、四足机器人等高科技领域也有应用。 一、 何谓连杆机构 二、 连杆机构的特点 返回本章 机械设计基础 根据各构件间的相对运动关系 何谓连杆机构 构件多呈杆状 简称为 杆， 根据杆数可分 原动件的运动经过不与机架直接相连的中间构件传递到从动件上。 空间连杆机构 平面连杆机构 六杆机构 四杆机构 五杆机构 如图所示机构的共同特点： 连杆机构由若干构件通过低副连接而成，又称为 低副机构 中间构件称为 连杆， 故称之为连杆机构。 四杆机构 应用非常广泛，且是多杆机构的基础， 如图所示六杆机构便是由两个四杆机构组成的 返回本节 机械设计基础
4、六杆机构 四杆机构 ABCD 四杆机构 DEF 返回 六杆机构实例 机械设计基础 3)连杆曲线可以满足不同运动轨迹的设计要求。 2)在原动件运动规律不变情况下，通过改变各构件的相对长度可以使从动件得到不同的运动规律。 1)连杆机构为低副机构，运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击；运动副元素的几何形状多为平面或圆柱面，便于加工制造。 3)设计方法比较复杂。 2)由于惯性力不好平衡而不适于高速传动。 优点： 缺点： 1)由于运动积累误差较大，因而影响传动精度。 连杆机构的特点 返回本节 机械设计基础 第二节 平面四杆机构的类型及应用 一、平面四杆机构的基本型式 取不同构件为机架 四杆机构最基
5、本型式： 返回本章 双摇杆机构 双曲柄机构 曲柄摇杆机构 二、平面四杆机构的演化型式 铰链四杆机构 1、 改变构件的形状和运动尺寸 3、 通过选用不同构件为机架 4、 运动副元素的逆换 2、 改变运动副的尺寸 机械设计基础 铰链四杆机构 运动副全为转动副的平面四杆机构称为 铰链四杆机构 曲柄：能作整周回转的连架杆 摇杆：只能在一定范围内摇动的连架杆 周转副：组成转动副的两构件能整周相对转动 摆转副：组成转动副的两构件不能作整周相对转动 返回本节 机械设计基础 铰链四杆机构中，若其两个连架杆一为曲柄，一为摇杆，则此四杆机构称为曲柄摇杆机构。 应用实例： 雷达天线俯仰机构 曲柄摇杆机构 搅拌机 返
6、回本节 机械设计基础 在铰链四杆机构中，若其两个连架杆都是曲柄，则此四杆机构称为双曲柄机构。 平行四边形机构 ： 指相对两杆平行且相等的双曲柄机构。 双曲柄机构 惯性筛机构 返回本节 逆（反）平行四边形机构 :指两相对杆长相等但不平行的双曲柄机构 机械设计基础 播种机 摄像机升降平台 平行四边形机构特性： 两曲柄同速同向转动 连杆作平动 平行四边形机构 返回 机械设计基础 逆（反）平行四边形机构 应用实例 车门开闭机构 特点 :两曲柄同速反向运动 返回 机械设计基础 鹤式起重机 两摇杆长度相等的双摇杆机构称为 等腰梯形机构 铰链四杆机构若两连架杆都是摇杆，则称其为 双摇杆机构。 前轮导向 双摇
7、杆机构 返回本节 机械设计基础 变摇杆为滑块 曲线导轨曲柄滑块机构 曲柄摇杆机构 偏置曲柄滑块机构 对心曲柄滑块机构 e=0 摇杆尺寸为无穷大 改变构件的形状和运动尺寸 下一页 机械设计基础 对心曲柄滑块机构 双滑块机构 正弦机构 变连杆为滑块 连杆尺寸为无穷大 从动件 3的位移与原动件 1的转角的正弦成正比： s inABls 移动副 可认为是回转中心在无穷远处的转动副演化而来 返回本节 机械设计基础 偏心轮机构 曲柄滑块机构 当曲柄 AB的尺寸较小时，由于结构需要，常将曲柄作成几何中心与回转中心不重合的圆盘，称此圆盘为 偏心轮。 几何中心与回转中心间的距离称为 偏心距 ，等于曲柄长。 转动
8、副 B的半径扩大超过曲柄长 内置偏心轮机构 改变运动副的尺寸 返回本节 机械设计基础 导杆机构应用实例 小型刨床 牛头刨床 回转导杆机构： 导杆能作整周转动； 摆动导杆机构： 导杆只能在一定的角度内摆动 导杆机构 曲柄滑块 改变机架 下一页 通过选用不同构件为机架 机械设计基础 曲柄摇块机构 直动滑杆机构 改变机架 手摇唧筒 曲柄滑块 卡车车厢举升机构 应用实例 应用实例 返回本节 机械设计基础 对于移动副，将运动副两元素的包容关系进行逆换，并不影响两构件之间的相对运动。 摆动导杆机构 构件 3包容构件 2 曲柄摇块机构 构件 2包容构件 3 运动副元素的逆换 返回本节 运动副元素的逆换 机械
9、设计基础 第三节 平面四杆机构的运动特性 一、 平面四杆机构有曲柄的条件 返回本章 二、平面四杆机构急回特性和行程速比系数 1、 急回特性 2、 行程速比系数 3、 曲柄滑块机构与曲柄摆杆机构的急回特性 三、 平面四杆机构的压力角与传动角 四、 平面四杆机构的止点位置 五、 平面四杆机构 运动连续性 机械设计基础 平面四杆机构有曲柄的条件 当机构尺寸满足杆长条件时，最短杆两端的转动副均为周转副；其余转动副为摆转副。 2、推论 1、转动副成为周转副的条件 3、平面四杆机构有曲柄的条件 分析如图铰链四杆机构中 转动副 A为周转副的条件 机构尺寸满足杆长条件，且最短杆为机架或连架杆。 返回本节 4、
10、平面四杆机构类型的判别 平面四杆机构的类型与各杆的长度有关，也与机架的选取有关， 例 机械设计基础 综上所述，转动副成为周转副的条件 1)最短杆长度 +最长杆长度 其余两杆长度之和 杆长条件 2)组成该周转副的两杆中必有一杆是最短杆。 转动副成为周转副的条件 由 DB C 由 DBC 两两相加 cbda cdba bdca cadb )(badc )(dabaa最短 最短杆 +最长杆 其余两杆长度之和 ca分析： 设 A为周转副且（ a1时 ,铰链四杆机构具有急回特性。 2） 急回运动特性的产生由于 的存在， 越大， K越大，急回特性越显著。 返回本节 机械设计基础 对心曲柄滑块机构 =0，没有急回运动 偏置曲柄滑块机构 0，有急回运动 摆动导杆机构的急回运动 曲柄滑块机构与曲柄摆杆机构的急回特性 返回本节
