河北工业大学连杆机构

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1、61 平面连杆机构的类型、特点和应用平面连杆机构的类型、特点和应用62 平面连杆机构的运动和动力特性平面连杆机构的运动和动力特性63 平面连杆机构的综合概述和刚体位移矩阵平面连杆机构的综合概述和刚体位移矩阵64 平面刚体导引机构的综合平面刚体导引机构的综合65 平面函数生成机构的综合平面函数生成机构的综合66 平面轨迹生成机构的综合平面轨迹生成机构的综合67 按行程速比系数综合平面连杆机构按行程速比系数综合平面连杆机构第第 六六 章章 连连 杆杆 机机 构构 全部由低副全部由低副( (转动副和移动副转动副和移动副) )组成的机构组成的机构惯性力惯性力( (惯性力矩惯性力矩) )不易平衡，不适用

2、于高转速不易平衡，不适用于高转速; ;多杆机构：构件数目较多，运动积累误差大，影响传动精度。多杆机构：构件数目较多，运动积累误差大，影响传动精度。低副面接触：压强小、耐磨损、便于润滑；低副面接触：压强小、耐磨损、便于润滑； 制造简便、结构简单、工作可靠、应用广泛。制造简便、结构简单、工作可靠、应用广泛。构件间的相对运动是平面运动或平行平面运动构件间的相对运动是平面运动或平行平面运动构件间的相对运动是空间运动构件间的相对运动是空间运动第一节第一节 平面连杆机构的类型、特点和应用平面连杆机构的类型、特点和应用一一. . 连杆机构的特点连杆机构的特点分类分类: :平面连杆机构：平面连杆机构：空间连杆

3、机构：空间连杆机构：定义：定义：特点：特点：平面连杆机构平面连杆机构的特点的特点内燃机曲柄内燃机曲柄滑块机构滑块机构命名：命名： 平面连杆机构常以构件数作为命名的依据平面连杆机构常以构件数作为命名的依据 如：四杆机构、五杆机构、多杆机构等如：四杆机构、五杆机构、多杆机构等特征：特征： 有一作平面运动的构件有一作平面运动的构件称为连杆称为连杆平面四杆机构平面四杆机构应用非常广泛，而且也是组成多杆机构应用非常广泛，而且也是组成多杆机构的基础。的基础。本章将作重点介绍。本章将作重点介绍。 平面四杆机构：平面四杆机构：由四个构件组成的最简单的平面连杆机构由四个构件组成的最简单的平面连杆机构 平面四杆机

4、构平面四杆机构铰链四杆机构：铰链四杆机构：全部由转动副组成的平面四杆机构全部由转动副组成的平面四杆机构 二、平面连杆机构的类型和应用二、平面连杆机构的类型和应用1 1、平面四杆机构的基本型式和应用、平面四杆机构的基本型式和应用 几个概念：几个概念：连架杆连架杆与机架相联的构件与机架相联的构件机机 架架固定不动的构件固定不动的构件连连 杆杆连接两连架杆且作平面运动的构件连接两连架杆且作平面运动的构件曲曲 柄柄能够绕机架作整周转动的连架杆能够绕机架作整周转动的连架杆摇摇 杆杆只能作往复摆动的连架杆只能作往复摆动的连架杆 平面四杆机构在工程中应用的类型很多，但通过下面的分析可知，这些不同平面四杆机构

5、在工程中应用的类型很多，但通过下面的分析可知，这些不同类型的四杆机构，均可看作是由几种基本型式派生出来的。类型的四杆机构，均可看作是由几种基本型式派生出来的。 对于铰链四杆机构，按两连架杆运动形式不同，可分为三种基本型式：对于铰链四杆机构，按两连架杆运动形式不同，可分为三种基本型式： 双摇杆机构双摇杆机构曲柄摇杆机构、曲柄摇杆机构、 双曲柄机构双曲柄机构下面介绍这三种平面四杆机构的基本类型及应用情况下面介绍这三种平面四杆机构的基本类型及应用情况（1 1）曲柄摇杆机构）曲柄摇杆机构特征特征：作用作用：将曲柄的将曲柄的整周回转运动整周回转运动转转变为变为摇杆的摇杆的往复摆动往复摆动雷达天线俯仰机构

6、雷达天线俯仰机构（ 曲柄主动曲柄主动 ）搅拌机构搅拌机构 两个连架杆，一个为曲柄，另一个为摇杆两个连架杆，一个为曲柄，另一个为摇杆通常曲柄为原动件，作匀速转动；摇杆为从动件，作变速往复摆动。通常曲柄为原动件，作匀速转动；摇杆为从动件，作变速往复摆动。缝纫机踏板机构缝纫机踏板机构（ 摇杆主动摇杆主动 ）（2 2）双曲柄机构）双曲柄机构特征特征：作用作用：将将等速回转等速回转转变为转变为等速或变速回转等速或变速回转惯性筛双曲柄机构惯性筛双曲柄机构两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构举例动画举例动画机车车轮联动机构机车车轮联动机构特例：平行四边形机构特例：平行四边形机构特征：

7、两连架杆等长且平行连杆作平动特征：两连架杆等长且平行连杆作平动AB = CDBC = AD摄影平台升降机摄影平台升降机构构天平机构天平机构反平行四边形机构反平行四边形机构平行四边形机构存在运动不确定平行四边形机构存在运动不确定位置位置可采用两组机构错开可采用两组机构错开排列的方法予以克服排列的方法予以克服（3 3）双摇杆机构）双摇杆机构特征特征：应用举例：鹤式起重机应用举例：鹤式起重机特例：等腰梯形机构特例：等腰梯形机构 汽车转向机构汽车转向机构 举例动画举例动画两连架杆均为摇杆两连架杆均为摇杆飞机起落架机构飞机起落架机构EDCBA炉门启闭机构炉门启闭机构(1) (1) 将转动副演化成移动副将

8、转动副演化成移动副偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构正弦机构正弦机构 2 2、平面四杆机构的演化型式及其应用、平面四杆机构的演化型式及其应用 通过用移动副取代转动副、变更杆件长、变换机架、扩大转动副通过用移动副取代转动副、变更杆件长、变换机架、扩大转动副等途径，可得到铰链四杆机构的其他演化型式。等途径，可得到铰链四杆机构的其他演化型式。指出对心与偏置的概念偏距偏距S=LS=LABABsinsin(2) (2) 选取不同的构件为机架选取不同的构件为机架整转副整转副能作能作360360相对回转的运动副相对回转的运动副摆转副摆转副只能作有限角度摆

9、动的运动副只能作有限角度摆动的运动副曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双双曲柄曲柄机构机构 四杆机构中各个转动副是整转副还是摆转副只四杆机构中各个转动副是整转副还是摆转副只取决于取决于各构件的尺寸各构件的尺寸，与固定那个构件为机架无关。，与固定那个构件为机架无关。整转副整转副整转副整转副摆转副摆转副曲柄滑块机构曲柄滑块机构转动转动导杆机构导杆机构曲柄曲柄摇块摇块机构机构移动移动导杆导杆机构机构整转副整转副整转副整转副(3) (3) 变换构件的形态变换构件的形态 将低副两运动副元素的包容关系进行逆换，不影响两构件将低副两运动副元素的包容关系进行逆换，不影响两构件之间的相对运动。之间的相

10、对运动。摆动摆动导杆机构导杆机构曲柄曲柄摇块摇块机构机构牛头刨床牛头刨床应用实例应用实例: :小型刨床小型刨床（摆动摆动导杆机构导杆机构）（转动转动导杆机构导杆机构）(4) (4) 扩大转动副扩大转动副偏心轮机构偏心轮机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构将转动副将转动副B B加大，直至把加大，直至把转动副转动副A A包括进去，成为包括进去，成为几何中心是几何中心是B B，转动中心，转动中心为为A A的偏心圆盘。的偏心圆盘。第二节第二节 平面连杆机构的运动和动力特性平面连杆机构的运动和动力特性一、平面四杆机构存在曲柄的条件一、平面四杆机构存在曲柄的条件平面四杆机构具有平面四杆机构具有整转副整转副 则则可

11、能存在曲柄可能存在曲柄设设l1 l4，可得可得： l4 l1 , l4 l2 , l4 l3即：即： ADAD为最短杆为最短杆 2 2）连架杆之一或机架为最短杆。连架杆之一或机架为最短杆。曲柄存在的条件曲柄存在的条件: :（GrashofGrashof 定理）定理） 1 1）最长杆与最短杆的长度之和最长杆与最短杆的长度之和 其他两杆长度之和其他两杆长度之和 称为杆长条件。称为杆长条件。铰链铰链A A、B B均为整转副均为整转副当满足杆长条件时，其最短杆上当满足杆长条件时，其最短杆上的转动副都是整转副的转动副都是整转副。例题例题1: 1: 请判别下图所示连杆机构的类型请判别下图所示连杆机构的类型