机械设计基础 平面连杆机构

第二章

平面连杆机构基本类型：曲柄摇杆机构 双曲柄机构

§2-1 铰链四杆机构及其演化

双摇杆机构连 架 杆 机 架

铰链四杆机构类型的判别： 1. 曲柄存在的条件

设 l4 > l1 a. 当 AB 运动到 AB’时,在三 角形B’C’D中： l2 l4 l1 l3 l3 l4 l1 l2

l1 l2 l3 l4 l1 l3 l2 l4

b. 当 AB 运动到 AB’’时,在 三角形B’’C’’D中： l1 l4 l2 l3 将上述三式两两相加可得： l1 l2 , l1 l3 , l1 l4

设 l4 < l1 ,同理可得到:

l4 l1 l2 l3

l 4 l 2 l1 l 3

l4 l3 l1 l2

及

l4 l1 , l4 l2 , l4 l3

结论

铰链四杆机构曲柄存在的必要条件： (1)连架杆或机架为最短杆； (2)最短杆和最长杆长度之和小于或等于 其余两杆之和；

2. 类型的判别 若上述条件 2 满足，则： Lmin为连架杆时 —— Lmin为机架时 Lmin为连杆时 —— ——

曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构

若上述条件 2 不满足，则： 不论取何为机架，都必为双摇杆机构。

铰链四杆机构的演化：

对心曲柄滑块机构

偏置曲柄滑块机构

导杆机构

§2-2 平面四杆机构的运动特性 一、曲柄摇杆机构的运动特性 1、急回特性杆AB 时间t

AB1 AB2 AB1 AB2180 180

t1 v1

>

t2

杆CD 杆CD的 摆动速度

<

v2

行程速度变化系数K v2 t1 1 180 = K= = = v1 t2 2 180 有极位夹角 , 就有急回特性； 越大，K就越大； 为0,K为1,无急回特性。

2、压力角与传动角 压力角

F与C点绝对速 度 vc之间的夹角 传动角 压力角的余角

越大，机 构的传力性 能越好，传 动效率越高。

3、死点位置

机构有无死 点位置决定 于从动件与 连杆能否共 线。

二、几种常见四杆机构的 运动特性急回特性 对心曲柄 滑块机构 死点位置 传动角

= 0° 无 0° 有 0° 有

有

偏置曲柄 滑块机构曲柄摆动 导杆机构

有无

§2-3 平面四杆机构的设计 一、按照给定的连杆长度和位置设计铰链四杆机构 1、按照给定连杆的三个位置设计铰链四杆机构C1 C2

B1

B2 B3

C3

D

A

2、按照给定连杆的两个位置设计铰链四杆机构C1C2

B1

B2

通常还应给出最小传动角或机架长度和方位等附加条件。

3、按照给定的行程速度变化系数设计铰链曲柄摇杆机构 已知：行程速度变化系数K、摇杆长度及摆角 。K 1 180 K 1

C1

90

C2

AC1 BC AB AC2 BC AB A

AC1 AC2 BC 2 AC2 AC1 AB 2

D P

N

M

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