机械原理四连杆机构 参赛课件

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1、连杆机构参赛选手：8888平面连杆机构是将各构件用转动副或移动副联接而成的平面机构。最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的，简称平面四杆机构。它的应用非常广泛，而且是组成多杆机构的基础。§4-1铰链四杆机构的基本形式和特性全部用回转副组成的平面四杆机构称为铰链四杆机构，如图4-1所示。图4-1铰链四杆机构连杆机架连架杆图中，机构的固定件4称为机架；与机架用回转副相联接的杆1和杆3称为连架杆；不与机架直接联接的杆2称为连杆。另外，能做整周转动的连架杆，称为曲柄。仅能在某一角度摆动的连架杆，称为摇杆。对于铰链四杆机

2、构来说，机架和连杆总是存在的，因此可按照连架杆是曲柄还是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本型式：曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构一、曲柄摇杆机构在铰链四杆机构中，若两个连架杆，一个为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。图4-2所示为调整雷达天线俯仰角的曲柄摇杆机构。曲柄1缓慢地匀速转动，通过连杆2使摇杆3在一定的角度范围内摇动，从而调整天线俯仰角的大小。图4-2雷达天线俯仰角调整机构图4-3a所示为缝纫机的踏板机构，图b为其机构运动简图。摇杆3（原动件）往复摆动，通过连杆2驱动曲柄1（从动件）做

3、整周转动，再经过带传动使机头主轴转动。图4-3缝纫机的踏板机构曲柄摇杆机构的主要特性有。急回压力与传动角死点1．急回运动如图4-4所示为一曲柄摇杆机构，其曲柄AB在转动一周的过程中，有两次与连杆BC共线。在这两个位置，铰链中心A与C之间的距离AC1和AC2分别为最短和最长，因而摇杆CD的位置C1D和C2D分别为其两个极限位置。摇杆在两极限位置间的夹角称为摇杆的摆角。图4-4曲柄摇杆机构的急回特性当曲柄由AB1顺时针转到AB2时，曲柄转角1=180+，这时摇杆由C1D摆到C2D，摆角为；而当曲柄顺时针再转

4、过角度2=180-时，摇杆由C2D摆回C1D，其摆角仍然是。虽然摇杆来回摆动的摆角相同，但对应的曲柄转角不等(12);当曲柄匀速转动时,对应的时间也不等(t1>t2)，从而反映了摇杆往复摆动的快慢不同。令摇杆自C1D摆至C2D为工作行程，这时铰链C的平均速度是v1=C1C2/t1；摆杆自C2D摆回至C1D为空回行程，这时C点的平均速度是v2=C1C2/t2，v1

5、示，即整理后，可得极位夹角的计算公式：在生产实际中往往要求连杆机构不仅能实现预期的运动规律，而且希望运转轻便、效率高。图4-5所示的曲柄摇杆机构，如不计各杆质量和运动副中的摩擦，则连杆BC为二力杆，它作用于从动摇杆3上的力P是沿BC方向的。作用在从动件上的驱动力P与该力作用点绝对速度vc之间所夹的锐角称为压力角。由图可见，力P在vc方向的有效分力为Pt=Pcos，2．压力角和传动角图4-5压力角与传动角它可使从动件产生有效的回转力矩，显然Pt越大越好。而P在垂直于vc方向的分力Pn=Psin则为无效分力，

6、它不仅无助于从动件的转动，反而增加了从动件转动时的摩擦阻力矩。因此，希望Pn越小越好。由此可知，压力角越小，机构的传力性能越好，理想情况是=0，所以压力角是反映机构传力效果好坏的一个重要参数。一般设计机构时都必须注意控制最大压力角不超过许用值。在实际应用中，为度量方便起见，常用压力角的余角来衡量机构传力性能的好坏，称为传力角。显然值越大越好，理想情况是=90。一般机械中，=40~50。大功率机构，min=50。非传动机构，<40，但不能过小。确定最小传动角min。由

7、图4-5中∆ABD和∆BCD可分别写出BD2=l12+l42-2l1l4cosBD2=l22+l32-2l2l3cosBCD由此可得当=0和180时，cos=+1和-1，BCD分别最小和最大（见图4-4）。当BCD为锐角时，传动角=BCD，是传动角的最小值，也即BCD(min)；当BCD为钝角时，传动角=180-BCD，BCD(max)对应传动角的另一极小值。若BCD由锐角变钝角，机构运动将在BCD(min)和BCD(max)位置两次出现传动角的极小值。两者中较小的一个即为该

8、机构的最小传动角min。对于图4-4所示的曲柄摇杆机构，如以摇杆3为原动件，而曲柄1为从动件，则当摇杆摆到极限位置C1D和C2D时，连杆2与曲柄1共线，若不计各杆的质量，则这时连杆加给曲柄的力将通过铰链中心A，即机构处于压力角=90（传力角=0）的位置时，驱动力的有效力为0。此力对A点不产生力矩，因此不能使曲柄转动。机构的这种位置称为死点。3．死点死点会使机构的从动件出现卡死或