1、第二章 平面连杆机构,平面连杆机构若干构件用低副连接组成的平面机构。,最简单：四杆机构。,内容：1.平面连杆机构的特点、类型、应用及其演化。 2.四杆机构的基本概念。3.平面连杆机构的设计。,缺点：运动累计误差大。,原因：低副连接，面接触，压强小，便于润滑，磨损小，接触面是圆柱面或平面，易制造，制造精度高,低副连接的两个构件之间要有相对运动，则连接处必须有间隙 不易精确实现复杂的运动规律，设计复杂,关键：低副连接,优点：磨损小，寿命长，传递动力大，制造简单，制造精度较高。,1.铰链四杆机构的优缺点,运动副全是转动副,定义: 全由转动副构成的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构,第一节 平面机构的类
2、型及其应用,机架,是平面四杆机构的基本型式，其它四杆机构都是由它演变得到的。,一.铰链四杆机构,机架,4杆固定不动，称为机架； 1、3杆两构件与机架用转动副连接，称为连架杆； 不与机架直接连接的2杆称为连杆。,能整圈回转曲柄 连架杆往复摆动摇杆,组成转动副的两构件能作整周相对运动，称为整转副 否则称为摆动副,.曲柄摇杆机构（以最短杆的邻边为机架）, 两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆。,摇杆为主动件时， 摇杆变速往复摆动 曲柄的匀速转动,1、铰链四杆机构的基本型式,曲柄为主动件时， 曲柄的匀速转动,.特点：,摇杆变速往复摆动,.应用：,雷达天线俯仰机构,关键：以最短杆的邻边为机架,、双曲柄机构
3、（以最短杆为机架）,插床：,.特点：,.应用：, 两连架杆中均为曲柄,.平行双曲柄机构,两曲柄等长且平行， 1=2,当：,四个铰链中心处于同一直线时，有两种可能情况：,反向双曲柄: 12,设计：潘存云,设计：潘存云,解决办法：,b.增加第三个平行曲柄,火车车轮联动机构,a.在主、从动曲柄上错开移动角度再安装一组平行四边形机构,、双摇杆机构（以最短杆对边为机架）,.特点：, 两连架杆中均为摇杆,.应用：a.飞机起落架机构,b.汽车前轮转向机构 (等腰梯形机构),取不同构件为机架,1.四杆机构的变换：,曲柄摇杆机构：,两连架杆,曲柄 摇杆,双曲柄机构：（两连架杆均为曲柄）,双摇杆机构：（两连架杆均
4、为摇杆）,关键：机架的选取,（以最短杆为机架）,（以最短杆的邻边为机架）,（以最短杆对边为机架）,二、含一个移动副的四杆机构, 偏置曲柄滑块机构：,e偏距, 对心曲柄滑块机构：,1、曲柄滑块机构：, L1 L2:机架短 曲柄转动导杆机构, L1L2:机架短 曲柄摆动导杆机构,2、导杆机构：,关键：以不同构件分别为机架,BC被固定后滑块被限制，只能绕回转副中心摇摆-摇块机构,滑块被固定，只有4往复移动-定块机构,3、摇块机构和定块机构,应用：,自卸货车（曲柄摇块机构）,抽水唧筒,四、具有偏心轮的四杆机构,1.演化过程 (e偏心距，e=L1):,第二节 平面四杆机构的基本特性,一、铰链四杆机构有整
5、转副的条件：,曲柄摇杆机构：为什么有曲柄？,曲柄能整圈回转的条件：,曲柄能顺利通过位置B1、B2,AB L1 BC L2 CD L3 AD L4,L3(L2L1)+L4 L1+L3L2+L4,又L1+L2L4+L3,+: L1L2 +: L1L4 +: L1L3,结论：,1.最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和（曲柄存在的必要条件）。,2. 整转副是由最短杆与其邻边组成的；,L4(L2L1)+L3 L1+L4L3+L2,四杆机构类型的判别,lmax+lmin l余1+l余2,双曲柄机构,双摇杆机构,曲柄摇杆机构,可能有曲柄,机架,是,否,最短构件的对边为机架（最短杆为连杆）,最短构
6、件的邻边为机架 （最短杆为连架杆）,最短构件为机架,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。,强调：双摇杆出现有两种情况,（1）满足曲柄存在条件，最短杆的对边为机架,（2）不满足曲柄存在条件,(a)构件2为机架(最短杆的邻边为机架); (d)构件4为机架(最短杆的邻边为机架); (b)构件1为机架(最短杆为机架); (c)构件3为机架(最短杆的对边为机架);,取不同构件为机架时的铰链四杆机构型式,设计：潘存云,二.急回运动,在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个极限位置，简称极位。,当曲柄以逆时针转过180+时，摇杆从C1D位置 摆到
7、C2D，摆角为。,所花时间为t1 , 平均角速度为1,那么有：,曲柄摇杆机构 3D,此两处曲柄之间的夹角 称为极位夹角。,180,设计：潘存云,当曲柄以继续转过180-时，摇杆从C2D,置摆到C1D，摆角为所花时间为t2 ,平均角速度为 2 ,那么有：,180-,因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动的时间不一样，平均速度也不等。,显然：t1 t2 2 1,摇杆的这种特性称为急回运动。用以下比值表示急回程度,称K为行程速比系数。,所以可通过分析机构中是否存在以及的大小来判断机构是否有急回运动或运动的程度。,4.讨论：, = 0，k=1，机构无急回特性 1k2 k值取决于，大。K大。急回显著。,四杆机构
8、存在急回特性必须具备以下条件：,曲柄为主动件从动件有极限位置曲柄存在极位夹角,6.总结：,没有,C1 C2急回,小型刨床,1.摆角、极限位置,摆杆的两个极限位置：曲柄与连杆的两次共线,主动件：曲柄,摆角:摇杆往复摆过的最大角,曲柄摇杆机构,二、急回特性,曲柄：1；摆杆： (C2 C1),曲柄：2；摆杆： (C1 C2),极位夹角（摇杆位于两极限位置时，曲柄所夹锐角）,=t t1t2,(摆杆往复摆动的快慢不同),设：,v 1v 2,即：工作行程慢（可保证质量） 回程（空行程）快（提高效率）,急回特性,2.运动特性（急回特性）,4.讨论：, = 0，k=1，机构无急回特性 k越大，急回性越好。, k值取决于，大。K大。急回显著。,极位夹角,3.行程速度变化系数k,
