PDF《第二章 平面连杆机构》

第二章 平面连杆机构

(一)教学要求

1、了解平面四杆机构的基本型式及其运动特点.

2、掌握平面四杆机构的工作特性:整转副存在条件,急回特性;

明确压力角、传动角、 行程速度变化系数、极位夹角、死点位置等基本概念.

3、了解平面连杆机构设计的基本问题,掌握根据具体设计条件及实际要求.

(二)教学的重点与难点

1、铰链四杆机构曲柄存在条件.

2、掌握平面四杆机构的工作特性及运动设计的基本原理

(三)教学内容 §2-1 平面四杆机构的基本类型及其应用 连杆机构是由若干构件通过低副联接而成.最简单的平面连杆机构是四杆机构.

1、 铰链四杆机构 所有运动副均为转动副的平面四杆机构称为铰链四杆机构, 它是平面四杆机构的最基本 的型式,其他型式的平面四杆机构都可看作是在它的基础上通过演化而成的. 在此机构中,构件

4 为机架,与机架构成运动副的构件

1、3 称为连架杆,构件

2 称为 连杆.如图 2-1. 图2-1 能绕固定铰链中心作整周转动(整转副)的连架杆称为曲柄 .. ,只能摆动(摆动副)的连架 杆称为摇杆 .. .根据两连架杆为曲柄或摇杆的不同,铰链四杆机构可分为三种基本型式: 1) 曲柄摇杆机构(A 为整转副,D 为摆动副) 其中两连架杆一为曲柄另一为摇杆. 例如牛头刨床横向进给机构. 2) 双曲柄机构 其中两连架杆均为曲柄. 在双曲柄机构中,若其相对的两杆平行且相等,称为平行四边形机构 ....... .其运动特点是两 曲柄以相同的角速度沿相同的方向回转,而连杆作平移运动,如图 2-2 3) 双摇杆机构:其中两连架杆均为摇杆. 例如飞机的起落架机构,如图 2-3 图2-2 图2-3 提示:结合播放铰链四杆机构组成示例三维动画

2、 含一个移动副的四杆机构 1)曲柄滑块机构 构件

4 为固定件,构件

1 为曲柄,滑块

3 相对机架作往复移动,称为曲柄滑快机构. 2)导杆机构 改变曲柄滑快机构中的固定构件,若改取杆

1 为固定件.杆4称为导杆,滑快

3 相对导 杆滑动.可分为摆动导杆机构和转动导杆机构 3)摇块机构 改变曲柄滑快机构中的固定构件,若改取杆

2 为固定件,可得摇块机构. 4)定块机构 改变曲柄滑快机构中的固定构件,若改取杆

3 为固定件,可得定块机构. 曲柄滑块机构的演化过程如图 2-4: 图2-4

3、 含两个移动副的四杆机构 常称为双滑块机构.按两个移动副所处位置不同,可分为四种型式: 1)两个移动副不相邻,称正切机构. 2)两个移动副相邻,且其中一个与机架相关联,称正弦机构. 3)两个移动副相邻,且均不与机架相关联. 4)两个移动副都与机架相关联. 提示:结合播放铰链四杆机构组成示例三维动画

4、 具有偏心轮的四杆机构 杆1为圆盘,其几何中心为 B,运动时绕偏心 A 转动,称为偏心轮.A、B 之间的距离称 偏心距.偏心距即是曲柄的长度.如图 2-5 图2-5 综上所述, 各种名目繁多、 具有不同运动特点或结构迥异的平面四杆机构都是通过改换 机架、转动副转化为移动副及改变转动副结构等手段演化而成的.

5、 四杆机构的的扩展 常见的某些多杆机构,也可以看成是由若干个四杆机构组合扩展形成的. 提示:结合播放铰链多杆机构组成示例三维动画 §2-2 平面四杆机构的基本特性

1、 铰链四杆机构有整转副的条件 所谓曲柄就是相对机架能作 360°整周回转的连架杆.在铰链四杆机构中, 如果组成转动副的两构件能作整周相对转动,则该转动副称为整转副 ... ;

而不能作 整周相对转动的则称为摆转副 ... . 如图 2-6 所示为铰链四杆机构,图中 a、b、c、d 分别代表各杆长度.若连架杆 AB 既能 转到 AB1,又能转到 AB2 的位置,则它就能绕 A 点整周转动而为曲柄.此时各杆的长度应满 足: 在B1C1D 中a+bc 即a+cb 即a+b