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第四章 平面连杆机构4.1 4.1 平面连杆机构的特点平面连杆机构的特点4.2 4.2 平面四杆机构的基本型式及其演平面四杆机构的基本型式及其演化化4.3 4.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性学习重点学习重点1 1、掌握四杆机构的基本型式及特点、掌握四杆机构的基本型式及特点 ；2 2、了解平面四杆机构的演化方法；、了解平面四杆机构的演化方法；3 3、熟练掌握四杆机构曲柄存在的条件并、熟练掌握四杆机构曲柄存在的条件并 能灵活应用；能灵活应用；4 4、掌握平面四杆机构的基本特性；、掌握平面四杆机构的基本特性；5 5、理解四杆机构的行程速比系数、理解四杆机构的行程速比系数K K、 急回特性、极位夹角、传动角、压力急回特性、极位夹角、传动角、压力 角、死点位置等概念角、死点位置等概念只用于速度较低的场合。只用于速度较低的场合。4.1 平面连杆机构的特点平面连杆机构的特点一、平面连杆机构一、平面连杆机构： 用用低副低副连接而成的平面机构。连接而成的平面机构。二、平面连杆机构的特点二、平面连杆机构的特点：1、能实现多种运动形式。如：转动，摆动，移动，平面运动、能实现多种运动形式。如：转动，摆动，移动，平面运动2、运动副为低副：、运动副为低副：面接触：面接触： 承载能力大；便于润滑。寿命长承载能力大；便于润滑。寿命长几何形状简单几何形状简单便于加工，成本低。便于加工，成本低。3、缺点：、缺点：只能只能近似实现近似实现给定的运动规律；给定的运动规律；设计复杂；设计复杂；所有运动副均为转动副的平面四杆机构4.2 平面四杆机构的基本型式及其演化平面四杆机构的基本型式及其演化一、铰链四杆机构：1A423CBD铰链四杆机构的基本形式铰链四杆机构的基本形式 运动特点运动特点1）曲柄摇杆机构）曲柄摇杆机构 运动形式的改变运动形式的改变2）双曲柄机构）双曲柄机构 运动速度的改变运动速度的改变3）双摇杆机构）双摇杆机构 摆角的改变摆角的改变4机架机架1，3连架杆连架杆 定轴转动定轴转动2连杆连杆 平面运动平面运动周转副：周转副：二构件相对运动为整周转动。二构件相对运动为整周转动。B、A摆动副：摆动副： 二构件相对运动不为整周转动。二构件相对运动不为整周转动。C、D曲柄：曲柄： 作整周转动的连架杆作整周转动的连架杆摇杆：摇杆： 非整周转动的连架杆非整周转动的连架杆相关名称：相关名称：1.1.曲柄摇杆机构 两连架杆中一个为两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆。曲柄，另一个为摇杆。 1 1） 曲柄为主动件曲柄为主动件可以实现由曲柄的整周回转运动到摇杆往复摆动可以实现由曲柄的整周回转运动到摇杆往复摆动的运动转换。的运动转换。 搅拌机搅拌机雷达俯仰天线雷达俯仰天线可以将摇杆的摆动转换为曲柄的整周回转运动。可以将摇杆的摆动转换为曲柄的整周回转运动。汽车车窗雨刷机构汽车车窗雨刷机构缝纫机缝纫机2.2.双曲柄机构两个连架杆都能作整周回转运动两个连架杆都能作整周回转运动振动筛（也称为惯性筛）振动筛（也称为惯性筛）正平行四边形机构正平行四边形机构机车车轮联动机构机车车轮联动机构天平机构铲土机构特点：主动曲柄与从动曲柄特点：主动曲柄与从动曲柄 转向相同、速度相等转向相同、速度相等反平行四边形机构反平行四边形机构车门启闭机构车门启闭机构3.3.双摇杆机构两连架杆均为摇杆两连架杆均为摇杆汽车车轮转向机构汽车车轮转向机构起重机中重物平移机构起重机中重物平移机构二、铰链四杆机构的演化。 ADCB2143ADCB12344A1B2D3C偏心轮，偏心距，偏心轮机构1、扩大转动副2、转动副转化成移动副： DABCDBA12341234CKcKcB1A324CB241ACe3曲柄滑块机构（偏距e）e0，偏置曲柄滑块机构e=0， 对心曲柄滑块机构3、变换机架 铰链四杆机构：构件4为机架曲柄摇杆构件1为机架双曲柄构件2为机架曲柄摇杆构件3为机架双摇杆构件构件3为机架为机架移动导杆移动导杆曲柄滑块机构曲柄滑块机构构件构件4为机架为机架曲柄滑块曲柄滑块构件构件1为机架为机架转动导杆转动导杆构件构件2为机架为机架曲柄摇块曲柄摇块4.3平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性一、曲柄存在条件 （格拉肖夫条件） 最短杆与最长杆长度之和小于或等最短杆与最长杆长度之和小于或等 于其余两杆长度之和；（杆长之和条件）于其余两杆长度之和；（杆长之和条件） 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。连架杆与机架中必有一杆为最短杆。 （最短构件条件）（最短构件条件）你会你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构么？哪种机构么？ 判断由不同杆作机架时四杆机构类型的方法双摇杆机构双摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构cbda 以最短杆相邻杆为机架以最短杆相邻杆为机架以与最短杆相对的杆为机架以与最短杆相对的杆为机架以最短杆为机架以最短杆为机架NYdcba、曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不相同，曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不相同，反行程的平反行程的平均速度较快，均速度较快，这种运动称为曲柄摇杆机构的这种运动称为曲柄摇杆机构的急回运动特性急回运动特性。二、急回特性及行程速比系数二、急回特性及行程速比系数K1、机构的急回运动特性：、机构的急回运动特性：概念：概念： 摆角摆角、极、极位夹角位夹角 说明：说明：（1）机构有极位夹角，就有急回特性；）机构有极位夹角，就有急回特性；（2）越大，越大，K值越大，急回性就越显著；值越大，急回性就越显著；（3）=0、K=1时，无急回特性。时，无急回特性。 急回特性的作用：急回特性的作用：可以缩短非生产时间，提高生产率。可以缩短非生产时间，提高生产率。 2、行程速度变化系数、行程速度变化系数K K 4、传动角的计算、传动角的计算 cosPPtsinPPn 三、压力角和传动角三、压力角和传动角1、压力角、压力角从动件上某点的受力方向与从从动件上某点的受力方向与从动件上该点速度方向的所夹的动件上该点速度方向的所夹的锐角。锐角。2、传动角、传动角，压力角的余角压力角的余角（经常用（经常用衡量机构的传动质量）衡量机构的传动质量）3、许用压力角、许用压力角一般：一般：压力角越小，传动角越压力角越小，传动角越大，机构传力性能越好大，机构传力性能越好如何确定铰链四杆机构的最小传动角？如何确定铰链四杆机构的最小传动角？曲柄摇杆机构在曲曲柄摇杆机构在曲柄与机架共线的两柄与机架共线的两位置出现最小传动位置出现最小传动角。角。 4090 =90 =180四、死点位置四、死点位置 曲柄摇杆机构中，曲柄摇杆机构中，若以摇杆为若以摇杆为原动件，当连杆与从动件（曲原动件，当连杆与从动件（曲柄）共线时的位置称死点位置。柄）共线时的位置称死点位置。这时机构的传动角这时机构的传动角=0，压力，压力角角=900，即连杆对从动曲柄，即连杆对从动曲柄的作用力恰好通过其回转中心的作用力恰好通过其回转中心A，不能推动曲柄转动。，不能推动曲柄转动。 连杆与从动件共线。连杆与从动件共线。 摇杆为原动件，有摇杆为原动件，有2个死点位置；个死点位置； 曲柄为原动件，没有死点位置。曲柄为原动件，没有死点位置。（因连杆与从动杆不会共线）（因连杆与从动杆不会共线） 存在死点位置的标志：存在死点位置的标志：出现死点的利弊利：工程上利用死点进行工作。利：工程上利用死点进行工作。 如快速夹具、如快速夹具、 飞机起落架等。飞机起落架等。 弊：机构有死点，从动件将出现卡死或运动方向不确定弊：机构有死点，从动件将出现卡死或运动方向不确定 现象，对机构传动不利。现象，对机构传动不利。利用系统的惯性；利用系统的惯性； 利用特殊机构。利用特殊机构。渡过死点位置的方法？渡过死点位置的方法？思考题曲柄摇杆机构是否一定具有急回特性？是否肯定有死点位置？1.曲柄为原动件，当曲柄为原动件，当机构有极位夹角时，就机构有极位夹角时，就 有急回特性；有急回特性； =0、K=1时，无急回特性。时，无急回特性。2.存在死点位置的标志是：存在死点位置的标志是：连杆与从动件共线连杆与从动件共线。 摇杆为原动件，有摇杆为原动件，有2个死点位置；个死点位置； 曲柄为原动件，没有死点位置。曲柄为原动件，没有死点位置。 （因连杆与从动杆不会共线）（因连杆与从动杆不会共线）