平面连杆机构及其设计PPT格式课件下载.ppt

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3.连杆机构的设计比较复杂繁琐，且一般多为近似解。

连杆机构的设计比较复杂繁琐，且一般多为近似解。

连杆机构设计近年来的新方法、新的发展趋势连杆机构设计近年来的新方法、新的发展趋势1.根据机械设计理论，利用数学上的最优化方法，借助计算机根据机械设计理论，利用数学上的最优化方法，借助计算机对机构进行设计，即计算机优化设计近年来已成为一个重要发对机构进行设计，即计算机优化设计近年来已成为一个重要发展方面；

展方面；

2.已不再仅局限在单自由度的四杆机构设计，更多地注意已不再仅局限在单自由度的四杆机构设计，更多地注意多自由度的多杆机构的研究；

多自由度的多杆机构的研究；

3.同时兼顾运动学和动力学的特性的研究；

同时兼顾运动学和动力学的特性的研究；

4.针对高速运动构件的运动弹性动力学研究得到高速发展；

针对高速运动构件的运动弹性动力学研究得到高速发展；

8822平面四杆机构的类型和应用平面四杆机构的类型和应用曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构双摇杆机构双摇杆机构一一.平面四杆机构的基本形式平面四杆机构的基本形式BBAACCDD连杆连杆机架机架连架杆连架杆连架杆连架杆各部名称及运动形式各部名称及运动形式连架杆连架杆直接与机架相连接的杆件直接与机架相连接的杆件连杆连杆连接两连架杆的杆连接两连架杆的杆机架机架固定的构件固定的构件摇杆摇杆只能做非整周摆动的连架杆只能做非整周摆动的连架杆曲柄曲柄能整周转动的构件能整周转动的构件铰链四杆机构铰链四杆机构是平面四杆机是平面四杆机构的基本形式构的基本形式铰链四杆机构的三种基本形式为：

铰链四杆机构的三种基本形式为：

曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构双摇杆机构双摇杆机构铰链四杆机构铰链四杆机构1.1.曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构作用作用将曲柄的整周回转转变为摇杆的将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。

往复摆动。

特征特征两个连架杆中一个为两个连架杆中一个为曲柄曲柄,另一个为另一个为摇杆摇杆的机构的机构ADCBADCB结构特点：

结构特点：

连架杆连架杆AB为曲柄，为曲柄，CD为摇杆为摇杆应用：

应用：

雷达天线雷达天线雷达天线雷达天线，搅拌机器搅拌机器搅拌机器搅拌机器运动运动构构变换变换转动转动摇动摇动1B2C34AD2.2.双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构1）一般双曲柄机构）一般双曲柄机构3）逆平行四边形机构）逆平行四边形机构特征：

特征：

两连架杆均为曲柄两连架杆均为曲柄11）一般双曲柄机构一般双曲柄机构一般双曲柄机构一般双曲柄机构特征：

一般双曲柄机构一般双曲柄机构ABD1234C2）平行四边形机构）平行四边形机构分类：

分类：

（1）两曲柄不等长）两曲柄不等长

（2）主动曲柄）主动曲柄匀速匀速转动转动（3）从动曲柄）从动曲柄变速变速转动转动振振动动筛筛机机构构一般双曲柄机构应用举例：

一般双曲柄机构应用举例：

振动筛机构振动筛机构振动筛机构振动筛机构ABCD2）平行四边形机构）平行四边形机构特点特点：

（1）对应边杆长相等且平行；

）对应边杆长相等且平行；

（2）两曲柄等速、匀速转动；

）两曲柄等速、匀速转动；

（3）连杆作平动运动。

）连杆作平动运动。

BCAD摄影平台升降机构摄影平台升降机构DCAB播种机料斗机构播种机料斗机构料斗料斗耕地耕地DCAB平行四边形机构应用举例平行四边形机构应用举例特点：

特点：

33）逆（反）平行四边形机构逆（反）平行四边形机构车门开闭机构车门开闭机构（）对应边杆长相等但连杆与机架不平行（）对应边杆长相等但连杆与机架不平行（）两曲柄反向匀速转动（）两曲柄反向匀速转动AD123CB43.3.双摇杆机构双摇杆机构BADC等腰梯形机构等腰梯形机构特点：

铰链四杆机构中，两连架杆均为摇杆铰链四杆机构中，两连架杆均为摇杆一般双摇杆机构一般双摇杆机构分类分类两摇杆等长两摇杆等长两摇杆不等长两摇杆不等长鹤式起重机鹤式起重机铸造翻箱机构铸造翻箱机构BADCQADCBQQ一般双摇杆机构应用举例一般双摇杆机构应用举例等腰梯形机构应用举例等腰梯形机构应用举例汽车前轮转向机构汽车前轮转向机构DA123CBeABC1234偏心曲柄滑块机构偏心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构二二.铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化1.1.改变构件的形状和运动尺寸改变构件的形状和运动尺寸ABC1234通过改变摇杆通过改变摇杆CDCD的长度的长度（运动尺寸改变）（运动尺寸改变）,将将曲柄曲柄摇杆机构摇杆机构演化成了演化成了曲柄滑块曲柄滑块机构机构（将（将杆杆变成了变成了块块形状改变形状改变）A1234DDBCBDCA1243DBCA312441ABCD2ABC1234e双滑块机构双滑块机构杆件杆件22上上BB点相对滑块点相对滑块33上的上的CC铰链点铰链点的运动为定轴（绕的运动为定轴（绕CC点）转动，回转点）转动，回转半径为半径为32CAB4AB2C32ABCAB正弦机构正弦机构SS11223344椭圆仪机构椭圆仪机构2）2）改变运动副的尺寸改变运动副的尺寸曲柄滑块机构与偏心轮机构的相互演化曲柄滑块机构与偏心轮机构的相互演化124ACB当当ABAB的距离很短时，常将曲柄改成偏心圆盘的距离很短时，常将曲柄改成偏心圆盘偏心轮机构偏心轮机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构124ACBAACCBB3）3）选不同的构件为机架选不同的构件为机架机构的倒置机构的倒置曲柄滑块机构曲柄滑块机构变更机架变更机架曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄摇曲柄摇块块机构机构314A2BC摆动导杆机构摆动导杆机构转动导杆机构转动导杆机构导杆机构导杆机构314A2BC移动导杆机构移动导杆机构1移动导杆机构（定块机构）移动导杆机构（定块机构）曲柄摇块机构曲柄摇块机构导杆机构导杆机构B314A2CC314A2B移动导杆机构移动导杆机构2曲柄滑块机构演化实例曲柄滑块机构演化实例曲柄摇块机构（连杆作机架）曲柄摇块机构（连杆作机架）314A2BC314A2BC自卸卡车举升机构自卸卡车举升机构ABCD314A2BC曲柄滑块机构曲柄滑块机构手摇唧筒手摇唧筒移动导杆机构移动导杆机构摆动导杆机构摆动导杆机构转动导杆机构转动导杆机构314A2BC1C2AB342B1CA34A2143CB2B1AC34AB1llBCBCllABAB，导杆导杆ACAC整周转动整周转动转动导杆机构转动导杆机构应用实例应用实例小型刨床小型刨床CAB1llBCBC9090时，时，与与互补互补传动角传动角比压力角比压力角更更直观，故一般用传动角直观，故一般用传动角来描述机构的传力性能。

来描述机构的传力性能。

ntt设计时要求设计时要求:

minmin5050切向分力切向分力:

法向分力法向分力:

切向分力切向分力F越大，机构的越大，机构的传力性能越传力性能越好好，法向分力，法向分力FF越大，机构的传力性能越越大，机构的传力性能越差差结论：

结论：

为保证机构的传力为保证机构的传力性能，压力角性能，压力角不能不能过大过大，传动角，传动角不能不能过小过小。

FF压力角压力角、传动角、传动角对传动性能的影响对传动性能的影响BDCAFFFTminmin出现的位置出现的位置：

即此位置一定是：

主动件主动件与与机架机架共线两位置之一共线两位置之一。

ABDCABDC曲柄与机架拉直共线曲柄与机架拉直共线曲柄与机架重叠共线曲柄与机架重叠共线与与相比较，其相比较，其较小者为机构的较小者为机构的最小传动角最小传动角。

当当最小或最大时，都有可能出现最小或最大时，都有可能出现死点死点4ABCD231机构出现死点位置的条件机构出现死点位置的条件当曲柄摇杆机构中的摇杆为主当曲柄摇杆机构中的摇杆为主动构件，曲柄为从动构件时；

动构件，曲柄为从动构件时；

死点出现的位置死点出现的位置曲柄与连杆的两次共线位置；

曲柄与连杆的两次共线位置；

死点出现的原因死点出现的原因曲柄所曲柄所受力的力线恰好通过曲受力的力线恰好通过曲柄的回转中心，此时传柄的回转中心，此时传动角动角=0=0BC2B1A一般位置讨论一般位置讨论M死点出现的位置死点出现的位置曲柄与连杆的两次共线位置；

死点出现的原因死点出现的原因曲柄所曲柄所受力的力线恰好通过曲受力的力线恰好通过曲柄的回转中心，此时柄的回转中心，此时=90=90传动角传动角=0=0由切向分力公式由切向分力公式:

死点位置讨论死点位置讨论得：

得：

AC1B1D1234B2C2D23A1FAEDGBC采用采用机构错位排列法机构错位排列法克服死点克服死点蒸汽机车联动机构蒸汽机车联动机构克服死点方法克服死点方法借助惯性借助惯性机构错位排列法机构错位排列法在曲柄上加装飞轮在曲柄上加装飞轮ABEFDCG飞机起落架机构飞机起落架机构死点的利用：

死点的利用：

工件夹具工件夹具ABCD1234工件工件PABCD1234可行域可行域4ADB2C21231BC231BC1C1B14.4.铰链四杆机构运动的连续性铰链四杆机构运动的连续性连杆机构的可行域连杆机构的可行域1四杆机构正装四杆机构正装四杆机构的运动连续性，是指连杆机构在运动过程中。

能否四杆机构的运动连续性，是指连杆机构在运动过程中。

能否连续实现给定的各个位置的问题。

连续实现给定的各个位置的问题。

4ADCB123213BC13CBBCCBCBBCCBBCBC可行域可行域4.4.铰链四杆机构运动的连续性铰链四杆机构运动的连续性连杆机构的可行域连杆机构的可行域四杆机构反装四杆机构反装4ADCB123CBB2C2123C1B1连杆机构的不可行域连杆机构的不可行域连杆机构的可行域连杆机构的可行域连杆机构的错位不连续连杆机构的错位不连续连杆机构不能在两个不连通的可连杆机构不能在两个不连通的可行域内连续运动称作行域内连续运动称作错位不连续。

错位不连续。

可行域可行域不不可可行行域域不不可可行行域域可行域可行域连杆机构的错序不连续连杆机构的错序不连续当原动件按同一方向连续转动时，当原动件按同一方向连续转动时，若连杆不能按要求的顺序通过给定若连杆不能按要求的顺序通过给定的各个位置，这种运动不连续称作的各个位置，这种运动不连续称作错序不连续。

错序不连续。

14ADB3C3B4C41B1C123B2C2BCCBCBBCBA例例1求下列曲柄滑块机构该位置的压力角求下列曲柄滑块机构该位置的压力角、传动角、传动角，最小传动角位置，冲程最小传动角位置，冲程H、极位夹角、极位