平面四杆机构的类型及应用

houbaomin0620

1  平面四杆机构的类型及应用

连杆机构的特点：优点：运动副单位面积所受的压力小且面接触受力小，便于润滑，磨损小；制造方便。缺点：设计复杂误差大。工作效率低。

平面四杆机构的基本类型——铰链四杆机构

1、曲柄摇杆机构

（1）               曲柄：1作360°周转运动，

（2）               摇杆：3作往复摆动，主动件可以为曲柄，也可以为摇杆。右面机构中摇杆的摆角为60°，作小于360的运动

（3）               连杆：连接曲柄与摇杆的杆件

(4)连架杆：连接机架与连杆的杆件。

曲柄摇杆机构：两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的铰链四杆机构

双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构

双摇杆机构：两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构

平行四边形机构

平行四边形机构是双曲柄机构的一个特例。组成四边形对边的构件长度分别相等。从动曲柄3和主动曲柄1的回转方向相同，角速度时时相等

双摇杆机构：

构件1和3都作往复摆动，一般主动摇杆作等速摆动，从动摇杆作变速摆动。

平面四杆机构的演化形式(Ⅰ)——含一个移动副的四杆机构

曲柄滑块机构

正置曲柄滑块机构

滑块(slider)铰链点的运动方位线通过曲柄转动中心，滑块动程(pitch)等于两倍曲柄1的长度，无急回运动特性。主动件可以为曲柄，也可以为滑块。

偏置曲柄滑块机构

滑块铰链点的运动方位线不通过曲柄转动中心，偏距(offset)为e,滑块动程大于两倍曲柄长度，有急回运动特性

导杆机构

转动导杆机构

曲柄1和导杆3都能作360°周转运动，主动曲柄作等速转动，从动导杆作变速转动，

摆动导杆机构

曲柄1作360°周转运动，摆动导杆3作往复摆动，且有较大的急回运动特性

曲柄摇块机构

移动导杆机构

构件2作往复摆动，构件4在滑块中作往复移动。

2   平面连杆机构的工作特性

1、转动副为整转副的充分必要条件

急回运动和行程速比系数

原动曲柄转动一周过程中，有两次与连杆共线，即重叠共线和拉直共线，摇杆两个极限位置分别为C1D和C2D。

曲柄AB以等角速度ω顺时针转过α1角由位置AB1转到位置AB2，摇杆从C1D摆到C2D,摆角为φ，所需时间为t1，C点平均速度为V1。当曲柄继续转过角α2，摇杆从C2D返回到C1D, 所需时间为t2，C点平均速度为V2。

因为α1>α2，t1>t2，所以v1<v2，摇杆往复摆动的平均角速度不相等。为提高机械的工作效率，通常使慢速运动行程为工作行程（正行程），而快速运动行程为空回行程（反行程）。这种返回速度大于工作行程速度的运动性质称为急回特性

行程速比系数

来表示。

压力角与传动角

在不计运动副中摩擦力、构件质量和惯性力的情况下，机构从动件受力方向Fc和受力点速度方向Vc所夹的锐角α，称为机构在此位置的压力角

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houbaomin0620

连杆机构的设计 作者 009 来源 网络 浏览 6327 发布时间 10/01/12 ; e% O' v7 m# X' P$ K5 x- U- s" @ 5 K# ~! [' w7 B9 P9 c2 l# p 压力角越小，机构的传力性能越好，效率越高。 压力角α的余角称为传动角γ，即γ+α=90o 在连杆机构中，为了度量方便，常用传动角γ来衡量机构的传力性能。传动角是指连杆BC与从动件CD之间所夹的锐角。γ与α互余。   大多数机构在运动过程中，传动角是变化的。为保证机构具有良好的传动性能，一般规定机构的最小传动角γmin≥40o，在传递较大力矩时，应使γmin≥50o。    在铰链四杆机构ABCD中，当∠BCD为锐角时，γ=∠BCD；当∠BCD为钝角时，γ=180o-∠BCD 死点：摇杆CD为主动件。当机构处于连杆与从动曲柄共线的两个位置时，出现了传动角γ=0o，压力角α=90o的情况。主动件CD通过连杆作用于从动件AB的力恰好通过其回转中心，不能使AB杆转动，机构此位置称为死点 飞机起落架机构 在机轮放下时，连杆BC杆与从动杆CD杆成一直线，机构处于死点位置，使降落更加安全可靠。 工件夹紧机构 工件被夹紧后，土黄色构件与分红色从动构件成一直线，即机构在工件反力的作用下处于死点，可保证在加工时，工件不会松脱 3   连杆机构设计 已知：摇杆长度CD ，摆角φ，行程速比系数K 要求：设计曲柄摇杆机构 解：1、计算极位夹角θ           θ=180（K-1）/ （K+1） 2、任取一点D为摇杆固定铰链中心，作等腰三角形C1C2D，两腰长度等于CD，∠C1DC2=φ                                        3、以C1C2为一条边，分别作∠O C1C2=∠OC2C1=90°_θ。以O为圆心，OC1为半径作圆β 4、连接并延长C1D，交圆β于G点，连接并延长C2D，交圆β于F点。 圆弧C1F和GC2上任意一点A到C1和C2的连线的夹角∠C1AC2都等于极位夹角θ。曲柄轴心A点可在这两段圆弧上选取 注意：曲柄轴心A不能在FG圆弧上选取，否则机构不满运动连续性要求。 在C1F和GC2两段圆弧上选取A点时，当A点越靠近F(或G)点时，机构最小传动角将随之减小。 5、A点选定后，四杆机构尺寸即确定。设曲柄长度为a，连杆长度为b,则 AC1=b-a AC2=b+a 所以：a=(AC2-AC1)/2        b=(AC1+AC2)/2 2）对于给定行程速比系数K和滑块行程H时,可以用同样方法求出曲柄滑块机构 2) 对于摆动导杆机构,由于其导杆的摆角φ 刚好等于其极位夹角θ,因此,只要给定曲柄长度LAB (或给定机架长度LAC)和行程速比系数K就可以由右图求得机构. , K( j+ P5 d; u1 `8 w0 ~( Y ! R+ H% d; C& M/ z. F

mark91189

很詳細~謝謝

Michael0576

平行四边形机构的双曲柄机构   不存在‘死点’的吧

richardyangzhou

给力！！！

sammer

houbaomin0620 发表于 2013-12-19 16:35
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- S* S; C0 k+ Q+ k" \关于机械原理力的运动图，可以查看该网站，不错。
! O/ Y; k$ `6 z2 p7 q2 b, |http://jdy.taru.edu.cn/jpkc/jxjgmxk/ElcHome/index.html

richardyangzhou

机械原理里面的//？？

月yueniao

看看！谢谢！

阿强加油

很好啊，和我们书上讲的差不多

linfeng163

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