第2章 平面连杆机构.ppt

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1、南 华 大 学授课教师：罗金良授课教师：罗金良授课教师：罗金良授课教师：罗金良联系方式：联系方式：联系方式：联系方式：1587344681215873446812EmailEmail：第第2 2章章 平面连杆机构平面连杆机构南华大学机械工程学院南华大学机械工程学院南华大学机械工程学院南华大学机械工程学院热能与动力工程系热能与动力工程系热能与动力工程系热能与动力工程系1/7/20232index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良第第第第2 2 2 2章章章章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构2.1 平面四杆机构的基本类型及应用

2、平面四杆机构的基本类型及应用2.2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性2.3 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计南 华 大 学1/7/20233index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用一、定义与分类一、定义与分类一、定义与分类一、定义与分类(avi)(avi)(avi)(avi)(avi)(avi)1.定义定义 由若干刚性构件用低副联接而成的由若干刚性构件用低副联接而成的机构机构称为称为连杆机连杆机构构(Linkage Mechanisms)；连杆机构又称为连杆机构又称

3、为低副机构低副机构。1/7/20234index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良2.分类分类 连杆机构可分为连杆机构可分为空间连杆机构空间连杆机构和和平面连杆机构平面连杆机构以上三图为以上三图为平面连杆机构平面连杆机构 平面连杆机构平面连杆机构 空间连杆机构空间连杆机构 空间连杆机构空间连杆机构2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/7/20235index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良 优点：优点：承载能力高、磨损少，便于润滑；承载能力高、磨损少，便于润滑；制

4、造简单制造简单；两两构件之间的接触靠几何封闭实现；构件之间的接触靠几何封闭实现；实现多种运动规律和轨迹要求。实现多种运动规律和轨迹要求。0 0 xyADCBabcd0 0ADM2BMM1M3连杆曲线连杆曲线连杆连杆二、连杆机构的特点二、连杆机构的特点2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/7/20236index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良缺点：缺点：不易精确实现各种运动规律和轨迹要求；不易精确实现各种运动规律和轨迹要求；机械效率较低；机械效率较低；产生动态不平衡。产生动态不平衡。CaaBBCrrllBCDA421

5、3m2m3S2S3S1m1mmcm2Bm2C2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/7/20237index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良1.1.构件及运动副名称构件及运动副名称构件名称：构件名称：连架杆连架杆与机架连接的构件与机架连接的构件 曲柄曲柄作整周回转的连架杆作整周回转的连架杆 摇杆摇杆作来回摆动的连架杆作来回摆动的连架杆 连杆连杆未与机架连接的构件未与机架连接的构件 机架机架运动副名称：运动副名称：回转副回转副(又称铰链又称铰链)移动副移动副(avi)连架杆连架杆(side links)连架杆连架杆连杆连

6、杆(coupler)机架机架(frame)三、平面四杆机构的基本类型三、平面四杆机构的基本类型2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/7/20238index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构(avi)双曲柄机构双曲柄机构(avi)曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构(avi)双摇杆机构双摇杆机构(avi)2.2.基本基本类型类型(avi)(avi)(avi)(avi)2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/7/20239index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音

7、乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良3.3.应用应用 1)曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构(avi)(avi)(avi)(avi)2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/7/202310index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良 2)双曲柄机构双曲柄机构(avi)惯性筛惯性筛(avi)(avi)2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/7/202311index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良 3)双摇杆机构双摇杆机构(avi)起起落落架架(avi)吊吊车车(

8、avi)夹夹具具(avi)2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/7/202312index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良1.1.改变运动副的形式改变运动副的形式（变转动副为移动副）（变转动副为移动副）A ABCDABCD 偏置式曲柄滑块机构偏置式曲柄滑块机构ABC 对心式曲柄滑块机构对心式曲柄滑块机构改变摇杆改变摇杆相对尺寸相对尺寸 曲线轨迹曲柄滑块机构曲线轨迹曲柄滑块机构改变摇杆改变摇杆相对尺寸相对尺寸e四、四、四、四、平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化2-1 平面四杆机构的

9、类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/7/202313index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良 导杆机构导杆机构变转动副变转动副为移动副为移动副双转块杆机构双转块杆机构2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/7/202314index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良0移动导杆机构移动导杆机构改变构件改变构件相对尺寸相对尺寸改变运动副类型改变运动副类型改变运动副类型改变运动副类型双滑块机构双滑块机构2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/7/2

10、02315index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良改变运动副类型改变运动副类型改变构件改变构件相对尺寸相对尺寸 正弦机构正弦机构改变机架改变机架定为机架定为机架 双滑块机构双滑块机构ABCC 2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/7/202316index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良ACDB2.2.扩大铰链副扩大铰链副扩大铰链副扩大铰链副ABCD偏心轮机构偏心轮机构BAACDB扩大铰链副扩大铰链副2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/

11、7/202317index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良3.3.取不同构件作为机架取不同构件作为机架摇摇块块机机构构曲曲柄柄滑滑块块机机构构导导杆杆机机构构定定块块机机构构(avi)(avi)(avi)(avi)2-1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1/7/202318index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良1 1、铰链四杆机构有曲柄的条件、铰链四杆机构有曲柄的条件双双曲曲柄柄机机构构(avi)双双摇摇杆杆机机构构(avi)曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构(avi)2-

12、2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性一、平面四杆机构有曲柄的条件一、平面四杆机构有曲柄的条件1/7/202319index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良曲柄摇杆机构运动特点曲柄摇杆机构运动特点特点：特点：曲曲柄与连杆柄与连杆出现一次出现一次共线、一共线、一次重合次重合(avi)2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202320index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良特点：特点：1.摇杆与连杆均摇杆与连杆均未出现重合未出现重合(或共或共线线)现象；

13、现象；2.固定铰链均为固定铰链均为整周回转铰链；整周回转铰链；连杆上两活动铰连杆上两活动铰链均为非整周回链均为非整周回转铰链。转铰链。双曲柄机构运动特点双曲柄机构运动特点(avi)2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202321index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良特点：特点：摇摇杆与连杆杆与连杆均出现重均出现重合或共线合或共线连杆与左摇杆重合连杆与左摇杆重合连杆与右摇杆共线连杆与右摇杆共线连连杆杆与与右右摇摇杆杆重重合合 连连杆杆与与左左摇摇杆杆共共线线双双摇杆机构摇杆机构运动特点运动特点2-2 平面四杆机构

14、的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202322index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良 结论：结论：若要连架杆能整周回转若要连架杆能整周回转(即成为曲即成为曲柄柄)，则另一连架杆与连杆不能出现重，则另一连架杆与连杆不能出现重合或共线。合或共线。2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202323index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良ABCDdabc设：设：最长杆最长杆Lmax=max(a,b,c,d)最短杆最短杆Lmin=min(a,b,c,d)中间两

15、杆杆长之和中间两杆杆长之和Lm=a+b+c+d-Lmax-Lmin(1)条件条件a.Lmax+Lmin Lm b.Lmin不得为连杆不得为连杆(必要条件必要条件)(充分条件充分条件)(avi)2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202324index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良(avi)(1)条件条件a.Lmax+Lmin Lm(必要条件必要条件)b.Lmin不得为连杆不得为连杆(充分条件充分条件)双双摇摇杆杆机机构构双双曲曲柄柄机机构构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构240120280200(avi)(avi)2-2

16、 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202325index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良fABCDdabcCBBCDmin BCBCDmax(2)证明证明 a.证明思路证明思路 若要使若要使AB杆成为曲柄，必须有杆成为曲柄，必须有 BCD存在，存在，cos BCD=b2+c2-f22bcfminfmax亦即亦即 0 BCD 180为使此式成立，须有：为使此式成立，须有：0 BCDmin，BCDmax 40+55 该机构为双摇杆机构。该机构为双摇杆机构。对图对图(b)，有：有：20+80 40+70，且最短杆为连架杆，且

17、最短杆为连架杆，该机构为曲柄摇杆机构。该机构为曲柄摇杆机构。3070405520804070(a)(b)2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202329index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良 b.确定构件尺寸确定构件尺寸 例：若要求该机构为曲柄摇杆机构，问例：若要求该机构为曲柄摇杆机构，问AB杆尺寸应为多少？杆尺寸应为多少？B1107060ACD解：解：1.设设AB为最短杆为最短杆即即 LAB+110 60+70LAB 20 2.设设AB为最为最长杆长杆即即 LAB+60 110+70LAB 120 3.设设A

18、B为为之间杆之间杆即即 110+60 LAB+70100 LAB所以所以AB杆的取值范围为：杆的取值范围为：LAB 20，100 LAB 120 2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202330index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良 (1)推广到曲柄滑块机构推广到曲柄滑块机构 a.对心式对心式a+LAD b+LCDBACab对心式对心式D D a bb.偏置式偏置式D D a+LAD b+LCD而：而：LAD=LCD +e所以：所以：a+e bABCeba偏置式偏置式 2.2.推广推广2-2 平面四杆机构的基本

19、特性平面四杆机构的基本特性1/7/202331index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良(2)推广到导杆机构推广到导杆机构BACabD D BACab 若两连架杆均整周回转，则机架若两连架杆均整周回转，则机架应最短，而应最短，而LAD=LCD ，所以有所以有:a b时，摆动导杆机构。时，摆动导杆机构。(avi)2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202332index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良1.1.极限位置与极位夹角极限位置与极位夹角B2C2B1C1C

20、ADB 极位夹角极位夹角：当机构当机构处于两极限位置时，曲柄处于两极限位置时，曲柄所在线所夹的锐角。所在线所夹的锐角。极限位置：极限位置：当曲柄与连当曲柄与连杆共线时，机构中摇杆所杆共线时，机构中摇杆所处的位置。亦称机构此时处的位置。亦称机构此时的位置称为机构处于极限的位置称为机构处于极限位置。位置。(avi)二、急回运动和行程速比系数二、急回运动和行程速比系数二、急回运动和行程速比系数二、急回运动和行程速比系数2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202333index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良 极限位置及极

21、位夹角的极限位置及极位夹角的位置确定：位置确定：观察知：观察知：LAC1=LBC-LAB LAC2=LBC+LABB2C2B1C1LAC1LAC2B2C2B1C1CADBCADB2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202334index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良2.急回特性及行程速比系数急回特性及行程速比系数K 1=180+2=180-B2C2B1C1CADB12 B B2 B B1因为因为=C，且，且1 2，C C2 C C1 1 C C2C C1 B B1 B B2 C C1 C C2 2 C C1C C

22、2 t1 t2 C C2C C1=C C1C C2v v1=/=/t1 C C2C C1v v2=/=/t2 C C1C C2v v2 v v1(avi)2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性t t1 t t2；所以，所以，1/7/202335index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良 在曲柄等速回转的情况下，通常将作往复运动从动件速度快慢不同在曲柄等速回转的情况下，通常将作往复运动从动件速度快慢不同的运动称为的运动称为急回运动急回运动；称机构称机构具有的急回运动特性为具有的急回运动特性为急回特性急回特性。从动件回程的平均速

23、度从动件回程的平均速度(或角速度或角速度)从动件去程的平均速度从动件去程的平均速度(或角速度或角速度)=V2V1=t1t2B2C2B1C1CADB2 B B2 B B1 C C2 C C1 1 B B1 B B2 C C1 C C2 2 t1 t2v v2=/=/t2 C C1C C2v v1=/=/t1 C C2C C1K=1=12K=180=180+-2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性急回特性可用行程速比系数急回特性可用行程速比系数K来表示，即：来表示，即：1/7/202336index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金

24、良3.3.推广推广(1)推广到曲柄滑块机构推广到曲柄滑块机构(2)(2)对心式曲柄滑块机构对心式曲柄滑块机构B1C1BAC =0结论：对心式曲柄滑块机结论：对心式曲柄滑块机构构无无急回特性。急回特性。偏置式曲柄滑块机构偏置式曲柄滑块机构ABCB1C1C2B2 0结论：偏置式曲柄滑块机结论：偏置式曲柄滑块机构构有有急回特性。急回特性。B2C22-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202337index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良(2)推广到导杆机构推广到导杆机构C1C2BAC 结论：结论：有急回特性，且极位夹角等于

25、摆杆摆角，即有急回特性，且极位夹角等于摆杆摆角，即 =2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202338index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良1.1.定义定义F FV VF Fx xF Fy y压力角压力角：力力F的作用线与力作用的作用线与力作用点绝对速度点绝对速度V所所夹的锐角夹的锐角传动角传动角：压力角的余角压力角的余角 压力角压力角 是衡量机构传力性能的一个重要指标。是衡量机构传力性能的一个重要指标。Fx=F*cos 2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性三、压力角和传动角三、压力角和传动角三

26、、压力角和传动角三、压力角和传动角1/7/202339index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良2.2.曲柄摇杆机构的压力角与传动角曲柄摇杆机构的压力角与传动角：连杆对从动件力作用线与从动件上被作用点绝对速度方向线所夹锐角连杆对从动件力作用线与从动件上被作用点绝对速度方向线所夹锐角因为：因为：=90-所以：当所以：当BCD 90 时，时，=180-BCD连杆线与从动杆线所夹锐角连杆线与从动杆线所夹锐角3.3.意义意义ABCDcdabVCFnFFt 往往将往往将作为度量连作为度量连杆机构传力性能的杆机构传力性能的一个重要指标。一个重要指标。

27、显然：显然：90 时时最好。最好。显然：显然：Ft传力性能传力性能2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202340index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良4.的的大小大小(连杆与摇杆之夹角连杆与摇杆之夹角)由由BCD：f 2=c 2+b 2 2ab*cos ABD：f 2=a 2+d 2 2ad*cos j j fFFnFtABCDcdabj jC2B1maxb 2+c 2 a 2 d 2+2ad*cos j j2abcos=显然：显然：=0 时，有时，有min=180时，有时，有max5.min的确定的确定 m

28、inmin=Min180-，maxmin结论：最小传动角出现在曲柄与机架共线或重合处。结论：最小传动角出现在曲柄与机架共线或重合处。C2B2min2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202341index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良6.6.曲柄滑块机构最小传动角的确定曲柄滑块机构最小传动角的确定ABCminmax7.导杆机构最小传动角的确定导杆机构最小传动角的确定BACFVC结论：导杆机构传动角结论：导杆机构传动角衡等于衡等于90，即，即压力角压力角 衡等于衡等于0。2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的

29、基本特性1/7/202342index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良1.1.定义定义 当当=0(=90)时，时，Fx=F*cos=0，即连杆作用在从动件上即连杆作用在从动件上的力通过了从动件的回转中心，将无法使从动件产生运动，此时称的力通过了从动件的回转中心，将无法使从动件产生运动，此时称机构处于死点位置。机构处于死点位置。DdAFVB (avi)2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性四、机构的死点位置四、机构的死点位置四、机构的死点位置四、机构的死点位置1/7/202343index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金

30、良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良 在四杆机构中当从动件与连杆共线或重合时，机构处于死点位置。在四杆机构中当从动件与连杆共线或重合时，机构处于死点位置。曲柄摇杆机构中曲柄摇杆机构中曲柄曲柄为主动件时为主动件时VBFB 0BFCVCC DABMCFB=MLAB结论：无死点位置存在结论：无死点位置存在2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性2.2.死点位置的确定死点位置的确定1/7/202344index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良 曲柄摇杆机构中曲柄摇杆机构中摇杆摇杆为主动件时为主动件时 0C DABCFC=

31、MLCD结论：结论：当当=90(=0)时，即连杆与时，即连杆与曲柄出现共线和重合时，机构出现曲柄出现共线和重合时，机构出现死点位置。死点位置。MFCVC VBFBBC12-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202345index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良 双曲柄机构和双摇杆机构双曲柄机构和双摇杆机构结论：双曲柄机构结论：双曲柄机构无论哪个曲柄无论哪个曲柄做原动件，都无死点位置存在；做原动件，都无死点位置存在；双摇杆机构双摇杆机构无论哪个摇杆做原动无论哪个摇杆做原动件，都有死点位置存在；件，都有死点位置存在；(a

32、vi)2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202346index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良机构是否出现死点的判断：机构是否出现死点的判断：若原动件作往复运动，则一定会出现死点位置；其处于连杆若原动件作往复运动，则一定会出现死点位置；其处于连杆与从动件共线和重合之处。与从动件共线和重合之处。导杆机构（导杆机构（曲柄为主动件曲柄为主动件）导杆机构（导杆机构（摇杆为主动件摇杆为主动件）0 B2 0B3FB1VB3FB3A BD1234VB2FB2A BD1234VB2FB2VB12-2 平面四杆机构的基本特性平面四

33、杆机构的基本特性1/7/202347index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良3.3.死点位置的应用死点位置的应用(avi)(avi)2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202348index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良火车轮火车轮4.4.死点位置危害的避免死点位置危害的避免加虚约加虚约束的平束的平行四边行四边形机构形机构(avi)2-2 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性1/7/202349index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金

34、良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良设计中的已知条件：设计中的已知条件：运动条件运动条件(如行程速比系数如行程速比系数)、几何条件及传力条件几何条件及传力条件(如最小如最小传动角传动角)。ADM2BMM1M3要求满足给定的轨迹要求满足给定的轨迹2-3 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计一、四杆机构设计的基一、四杆机构设计的基本问题和方法本问题和方法要求满足预定的位置或运要求满足预定的位置或运动规律动规律基本问题：基本问题：设计方法设计方法 图解法、解析法和实验法图解法、解析法和实验法1/7/202350index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗

35、金良罗金良罗金良(一一)、按行程速比系数按行程速比系数K K设计四杆机构设计四杆机构二、用图解法设计四杆机构二、用图解法设计四杆机构1 1、曲柄摇杆机构、曲柄摇杆机构已知条件：已知条件：摇杆长摇杆长LCD、摆角摆角j j及行程速比系数及行程速比系数Ka.分析分析B2C2B1C1CADBj j=180K-1K+11/7/202351index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良Ab.寻找寻找A点的位置点的位置90-ADC2C1j jA点所在圆点所在圆c.设计步骤设计步骤 已知条件线条化；已知条件线条化；由由K计算出计算出；过过C1(或或C2)点

36、作点作C1 C2连线的连线的垂线，过垂线，过C2作作 C1C2M=90-与垂线交于与垂线交于N点；点；作作C1C2N外接圆外接圆曲柄回曲柄回转中心转中心A点所在圆点所在圆无穷解；无穷解；利用另外条件获取唯一解；利用另外条件获取唯一解；EFNB1B2连杆长连杆长连杆长连杆长M 用作图法用作图法(或公式计算或公式计算)得曲柄和连杆尺寸得曲柄和连杆尺寸1/7/202352index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良A2 2、曲柄滑块机构、曲柄滑块机构已知条件：已知条件：滑块行程滑块行程H，偏距偏距e及行程速比系数及行程速比系数KNA点所在圆点所在

37、圆 I JB2B190-2解：解：1.计算计算=180(K-1)/(K+1)；2.选取比例尺选取比例尺m mL，并将，并将已知条已知条件线条化；件线条化；OPHC1C2e3.过过C1、C2分别作射线分别作射线C1O、C2P，使使C1C2P=C2C1O=90-，得交点得交点N；4.以以N点为点为圆心，以圆心，以NC1为半径，为半径，画圆画圆A点所在圆，并与点所在圆，并与A点点所在线交于两点；所在线交于两点；m mL=m/mm1/7/202353index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良1 1、已知连杆位置及活动铰链找固定铰链、已知连杆位置及

38、活动铰链找固定铰链a.分析分析ABCDc12b12几何特点：几何特点：活动铰链轨迹圆上活动铰链轨迹圆上任意两点连线的垂直平分线必任意两点连线的垂直平分线必过回转中心过回转中心(固定铰链点固定铰链点)b.设计设计C1C2B1B2b12c12A点所在线点所在线D点所在线点所在线ADB1B2C1C2(二二)、按行程速比系数按行程速比系数K K设计四杆机构设计四杆机构1/7/202354index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良 已知连杆两位置已知连杆两位置 无穷解。要唯一解需另加条件无穷解。要唯一解需另加条件 已知连杆三位置已知连杆三位置B2A

39、DC2C3B3b23c23C1B1b12c23 唯一解唯一解 已知连杆四位置已知连杆四位置 无解无解B2C2C3B3C1B1C4B41/7/202355index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良2.2.按两连架杆预定对应位置设计四杆机构按两连架杆预定对应位置设计四杆机构已知条件：已知条件：一连架杆杆长一连架杆杆长LAB、机架长机架长LAD连架杆对应位置，即连架杆对应位置，即1、2、3；1、2、3。求活动铰链点求活动铰链点C。132B3DE2AB1B2E1E3 3 1 2C3C2C11/7/202356index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良1/7/202357index南华大学机械学院南华大学机械学院 罗金良罗金良 退出退出音乐音乐罗金良罗金良罗金良罗金良本章结束本章结束作业：作业：2-1；2-3；2-7