《连杆机构》课件

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1、第2章连杆机构Linkages2.1平面连杆机构的基本类型2.2平面连杆机构的工作特性2.3平面连杆机构的运动分析2.4平面连杆机构的运动设计概述Introduction连杆机构—由若干刚性构件用低副联接而成的机构。故又称低副机构。连杆机构又可分为平面连杆机构和空间连杆机构。平面连杆机构应用极为广泛：平面连杆机构和空间连杆机构PlanarLinkageandSpatialLinkage平面连杆机构—各运动构件均在相互平行的平面内运动。空间连杆机构—各运动构件不都在相互平行的平面内运动。本课程的介绍以平面连杆机构为主。1概述(续

2、）Introduction连杆机构的特点：1.低副机构，运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击。2.其运动副元素多为平面或圆柱面，制造比较容易，而靠其本身的几何封闭来保证构件运动，结构简单,工作可靠。3.可以实现不同的运动规律和特定轨迹要求。4.可以远距离的传动和操纵自行车手闸缝纫机脚踏板2.1平面连杆机构的基本类型BasicTypeandofPlanarLinkage2.1.1平面四杆机构的基本形式2.1.2平面四杆机构具有整转副的条件2.1.3平面四杆机构的演化2.1.1平面四杆机构的基本形式BasicTypesofP

3、lanarFour-barLinkages铰链四杆机构—全转动副的四杆机构。在四杆机构中：机架（Frame)—固定不动的杆。连架杆（Sidelink)—与机架相连的杆。连杆(coupler)—两连架杆之间的杆。整转副—组成转动副的两个构件可以相对做整周转动。摆转副—组成转动副的两个构件不能相对做整周转动。曲柄(Crank)—能够绕固定铰链做整周转动的连架杆。摇杆(Rocker)—仅能在一定范围绕固定铰链摆动的连架杆。2.1.1平面四杆机构的基本形式(续）BasicTypesofPlanarFour-barLinkages铰链四

4、杆机构根据连架杆是否成为曲柄分成三种类型：1.曲柄摇杆机构2.双曲柄机构3.双摇杆机构曲柄摇杆机构Crank-rockerMechanism曲柄摇杆机构—一个连架杆为曲柄，另一个连架杆为摇杆的铰链四杆机构。在曲柄摇杆机构中，如图所示，铰链Ａ是整转副，Ｄ是摆转副。其他应用实例OtherApplicationExamples2.双曲柄机构Double-CrankMechanism双曲柄机构—两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构。双曲柄机构将主动杆的转动变成从动杆的转动，通过取不同的从动曲柄的长度，可以得到不同的运动规律。惯性筛机构是双

5、曲柄机构的实际应用。平行四边形机构Parallel-crankMechanism在双曲柄机构中，如果两对边构件的长度相等且平行，称为平行四边形机构。平行四边形机构的运动不确定性平行四边形机构运动不确定性MotionIndeterminationofParallel-crankMechanism平行四边形机构(续）Parallel-crankMechanism平行四边形机构在实际中的应用很多。绘图仪机构两曲柄长度相同，而连杆与机架不平行的铰链四杆机构，称为反平行四边形机构。3.双摇杆机构Double-rockerMechanis

6、m双摇杆机构—铰链四杆机构的连架杆都是摇杆的机构。2.1.2平面四杆机构具有整转副的条件ConditionsforHavingaCompletelyRevolutePair如图所示对于有整转副的铰链四杆机构，选不同的构件为机架就可以得到不同的机构。但是并不是所有的铰链四杆机构都有整转副。双曲柄机构曲柄摇杆机构双摇杆机构曲柄摇杆机构2.1.2平面四杆机构具有整转副的条件（续１）ConditionsforHavingaCompletelyRevolutePair上图所示的双摇杆机构就没有整转副。铰链四杆机构要有整转副必须满足一定的

7、条件。由上图可见，铰链四杆机构中１构件能够绕固定铰链Ａ整周转动的条件是，在机构运动时始终有∠BCD存在,即必须满足以下条件：ｂ+ｃ≥g，ｃ+ｇ≥ｂ，ｇ+ｂ≥ｃ3.1.2平面四杆机构具有整转副的条件（续２）ConditionsforHavingaCompletelyRevolutePairｂ+ｃ≥g,ｃ+ｇ≥ｂ,ｇ+ｂ≥ｃg是变量，要满足上面的条件必须是：ｂ+ｃ≥gmax,ｃ+ｇmin≥ｂ,gmin+ｂ≥ｃ。铰链四杆机构在１构件处于Ｂ１位置时达到最大ｇmax＝ａ+ｄ处于Ｂ２位置时达到最小ｇmin＝ｄ－ａ。所以有：ｂ+ｃ≥ａ+ｄｃ

8、+ｄ≥ａ+ｂｄ+ｂ≥ａ+ｃａ≤ｃａ≤ｂａ≤ｄ同理，ｄ＜ａ时候：ｂ+ｃ≥ａ+ｄｃ+ａ≥ｂ+ｄａ+ｂ≥ｃ+ｄｄ≤ｃｄ≤ｂｄ≤ａ3.1.2平面四杆机构具有整转副的条件（续３）ConditionsforHavingaCompletelyRevolutePair通过上面的分析可以得出如