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1、CH3 平面连杆机构,(连杆机构),平面连杆机构,该章属机构学的内容,按照运动副类型,全部由低副组成的机构,含有高副的机构,受力好,易于制造和润滑,实现多种运动规律和运动轨迹,空间连杆机构,(Planar Linkage),1 平面连杆机构的类型、应用和演化,1、连杆机构的基本形式,机 架：机构的固定构件,连架杆：与机架用转动副相连接的杆,连 杆：不与机架直接相连的杆，作平面一般运动,铰链四杆机构的组成,曲柄摇杆机构,全部由转动副组成 的平面四杆机构，称为铰链四杆机构。,基本形式,framework,connecting rod,曲柄摇杆机构,应用实例,曲柄摇杆机构：两连架杆一个为曲柄，另一
2、个为摇杆的铰链四杆机构。,1）、双曲柄机构,双曲柄机构：两连架杆均为 曲柄的铰链四杆机构。,2.由曲柄摇杆机构改变机架得到的机构,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,曲柄为机架,例：旋转式水泵,平行四边形机构：,运动的不确定性：,克服的方法：,1.多套机构2.虚约束,2）、双摇杆机构,双摇杆机构：两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构。,曲柄摇杆机构,双摇杆机构,摇杆为机架,如：门式起重机,3.曲柄滑块机构,曲柄摇杆机构,曲柄滑块机构,对心曲柄滑块机构,偏置曲柄滑块机构,摇杆无限长,4、由曲柄滑块机构改变机架得到的机构,1).导杆机构,曲柄滑块机构,导杆机构,曲柄为机架,曲柄转动导杆机构（转动导杆机构）,曲柄摆
3、动导杆机构（摆动导杆机构）,导杆机构特性：传动角始终为度，具有很好的传动能力。,2)摇块机构,曲柄滑块机构,摇块机构,连杆为机架,3)定块机构,曲柄滑块机构,定块机构,滑块为机架,5.双滑块机构,曲柄摇杆机构,曲柄滑块机构,双滑块机构,一个转动副变成移动副,另一个转动副变成移动副,具有两个移动副的四杆机构:,按移动副的位置,1.两个移动副不相邻（正切机构）,2.两个移动副相邻，且一个移动副与机架相关联（正弦机构）,3.两个移动副相邻，且不与机架相关联,4.两个移动副都与机架相关联,正弦机构机构应用,缝纫机针杆机构,双滑块机构,双滑块机构应用,椭圆仪机构,双转块机构的应用,6.多杆机构,压力机,
4、优点：增大了轴径的尺寸，提高偏心轴的强度和刚度。,7.偏心轮机构,形成：它是四杆机构的回转副扩大到包括回转副而形成的,扩大运动副尺寸,把绕机架做整周转动的构件叫做曲柄,2 平面四杆机构的基本特性,为什么曲柄摇杆机构中不同构件作机架就转化为不同的机构？,整转副：两构件能相对转动度的转动副。,在三角形B1C1D中,在三角形B2C2D中,1、铰链四杆机构有曲柄的条件,曲柄存在的条件：,最短杆是连架杆或机架,最短构件与最长构件的长度和不大于其余两构件的长度之和。,第一个条件：,第二个条件：,该机构中构件a最短，构件a能否整周回转？,在铰链四杆机构中，如果最短构件与最长构件的长度和不大于其余两构件的长度
5、之和，则最短构件为广义曲柄。即：最短构件两端的两个转动副均为整周转动副。,一个铰链四杆机构，如果存在广义曲柄，则取广义曲柄的邻边为机架，该机构为曲柄摇杆机构。,广义曲柄的条件,取广义曲柄的对边为机架，为双摇杆机构。,取广义曲柄为机架，为双曲柄机构。,如果不存在广义曲柄，不论取那个构件为机架，都为双摇杆机构。,30,30,50,60,40,60,50,20,55,50,60,50,50,70,20,课堂练习,双摇杆机构,双摇杆机构,20,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,2.急回特性和行程速比系数,急回特性：,行程速比系数K,极位夹角,3.压力角和传动角,从动件受力点的速度方向和受力方向夹的锐角，称为压
6、力角,压力角：,传动角：,压力角的余角称为传动角,压力角,传动角,4.死 点,摇杆为主动件，当连杆和曲柄重叠或延伸成一直线时，从动曲柄处在死点位置。,利用死点位置：,死点位置,传动角0,Dead point,压力角,飞机起落架,克服死点的方法：,1）曲柄上安装飞轮,2）多套机构相互错开,5.运动的连续性,机构在运动过程中连续的占据给定的位置,称为机构运动的连续性,错位不连续,错序不连续,分析导杆机构压力角和传动角,课 堂 练 习,3 平面四杆机构设计简介,1.平面连杆机构的功能,(1)、刚体引导功能,(2)、函数生成功能,(3)、轨迹生成功能,(4)、具有综合功能,飞 剪,2.连杆机构设计的基
7、本问题和设计方法,1).按给定从动件的运动规律（位置、速度、加速度），设计四杆机构；,3).实 验 法：简便。,2).按给定点的运动轨迹设计四杆机构；,3).实现连杆上某点给出的给定轨迹。,设计的基本问题:,设计方法:,1).几何作图法：直观；,2).解 析 法：精确；,3.四连杆机构设计的图解法,把给定的运动、动力条件变成几何作图条件，通过作图，求出机构的杆长尺寸。,例3-1要求构件BC依次占据S1、S2和S3三个位置，试设计铰链四杆机构，实现这一运动要求。,例3-2按照给定的行程速比系数K设计四杆机构,（已知摇杆长度，摆角、行程速比系数K）,4.用实验法设计四杆机构,5.连杆机构设计的解析法和数值方法,作 业,3-5,小 结,1、平面连杆机构的类型,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,双摇杆机构,曲柄滑块机构,导杆机构,摇块机构,定块机构,双滑块机构,多杆机构,2、平面四杆机构的基本特性,小 结,有广义曲柄的条件,急回特性,压力角、传动角,死 点,连 续 性,3、平面四杆机构的设计,4、学习分析问题和解决问题的方法,复杂问题 简单问题 计算机可以处理的问题,平面连杆机构,回 顾,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,双摇杆机构,曲柄滑块机构,导杆机构,摇块机构,定块机构,双滑块机构,
