四杆机构

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1、本章主要内容铰链四杆机构的基本型式铰链四杆机构有整转副的条件铰链四杆机构的演变平面四杆机构的设计第三章平面连杆机构平面机构+低副联接(转动、移动副)最常用→平面四杆机构（四个构件→四根杆)平面连杆机构－→铰链四杆机构（全由转动副相联）基本类型(二)曲柄摇杆机构的主要特性(－)铰链四杆机构§3-1铰链四杆机构的基本型式1234ABCD连杆连架杆连架杆机架曲柄摇杆(摆杆)(整转)(摆转)机架、连杆、连架杆(－)铰链四杆机构机架－参考系（固定件）连架杆－与机架相联连杆－不与机架相联基本构件曲柄：可回转360°的连架杆摇杆

2、：摆角小于360°的连架杆滑块：作往复移动的连架杆连架杆－全由转动副相联的平面四杆机构一.铰链四杆机构基本类型（按连架杆类型）一曲一摇二曲二摇二.(铰链四杆机构)演变类型(天线→摇杆)→调整天线俯仰角的大小图2-3雷达调整机构放映机1234ABCD1.曲柄摇杆机构：连架杆┌曲柄→(一般)原动件→匀速转动└摇杆→(一般)从动件→变速往复摆动2.双曲柄机构：连架杆均为曲柄→┌主动曲柄:匀速转动└从动曲柄:变速转动例:惯性筛中的铰链四杆机构→从动曲柄3变速转动→使筛子6产生加速度→使不同材料因惯性不同而筛分3.双摇杆机构

3、－连架杆均为摇杆例:门式起重机的变速机构:CD(杆3)为原动件,悬挂重物的E点在连杆上→保持E点运动轨迹在近似水平线上。（平移货物→平稳、减小能量消耗）DCBA偏心轮机构→铰链四杆机构（全由转动副相联）二.(铰链四杆机构)演变类型14ABC2314ABC231234ABCD曲柄滑块机构导杆机构二.死点位置三.压力角和传动角（二）曲柄摇杆机构的主要特性一.急回运动:工作行程:空回行程:B2→B1(φ2)→C2→C1(ψ)∵φ1＞φ2,而ψ不变B1→B2(φ1)→摇杆C1→C2(ψ)→工作行程时间＞空回行程时间曲柄(主

4、)匀速转动(顺)摇杆(从)变速往复摆动图2-4曲柄摇杆机构φ1φ2ψ极位:曲柄与连杆共线(B1、B2)→摇杆极位C1、C2→缩短非生产时间,提高生产率例：牛头刨床、往复式输送机其运动特性→行程速度变化系数(行程速比系数)Kθ－极位夹角(摇杆处于两极位时，对应曲柄所夹锐角)θ↑→K↑→急回运动性质↑(2-2)(2-1)曲柄摇杆机构曲柄主动→急回图2-4曲柄摇杆机构φ1φ2ψ二.死点位置从动件与连杆共线→卡死当摇杆为主动件,而曲柄AB与连杆BC共线时(摇杆CD处于极位)→CD(主)通过连杆加于曲柄的驱动力F正好通过曲柄

5、的转动中心A→不能产生使曲柄转动的力矩。图2-4曲柄摇杆机构图2-5→机构运动卡死机构运动不确定存在死点条件：有极限位置（从动件与连杆共线）措施曲柄摇杆机构摇杆主动→死点死点→飞轮自身惯性三、压力角和传动角1.压力角α－2.传动角γ－：BC是二力杆,驱动力F沿BC方向作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度VC之间所夹的锐角。连杆与从动杆所夹锐角γ↑→有效力F·sinγ↑→γ≥40°α↓→有效力F·cosα↑→（方便）传动角γ=90°－α(α的余角)αγBCA→压力角αVCFVC沿导轨(⊥CD)FVCαγABC

6、D分析压力角（）：从动件受力作用点的速度方位线与力的作用线所夹的锐角。死点：=90°传动角：=90°－压力角越小(即传动角越大)，有用的分力越大。所以传动角是衡量机构受力大小的一个重要参数。二.曲柄存在条件：§3-2铰链四杆机构有整转副的条件－取决于机构各杆的相对长度和机架的选择ADBB’B”CC’C”例:AB＝22,BC＝50,CD＝38,AD＝45→三式相加→┌l1≤l2│l1≤l3└l1≤l4当杆1处于AB”位置→△AC”D→l1＋l2≤l3＋l4(2-6)→┌(l2－l1)＋l3≥l4→┌l1＋l

7、4≤l2＋l3(2-3)└(l2－l1)＋l4≥l3└l1＋l3≤l2＋l4(2-4)当杆1处于AB’位置→△AC’D(曲柄l1,连杆l2,摇杆l3,机架l4)当AB能摆至与连杆共线的极位AB’及AB”时→能顺利通过→整转副。曲摇机构L1最短一.分析:二.曲柄存在条件：（转动副为整转副）1.曲柄存在条件:2.推论:实例分析:AB＝70,BC＝90,CD＝110,AD＝40(1)最短与最长杆之和小于其它两杆之和(2)最短的构件在连架杆或机架上(满足条件1)(1)最短杆在机架上(2)最短杆在机架邻边(3)最短杆在机架对

8、边→双曲柄机构→曲柄摇杆机构→双摇杆机构∵AD＋CD＝40＋110＝150＜AB＋BC＝160当：①AD为机架②AB或DC为机架③BC为机架→双曲柄～→曲柄摇杆～→双摇杆～ABCD§3－３铰链四杆机构的演变铰链四杆机构→图2-14┌(全)转动副连接└各杆长不变铰链四杆机构↘曲柄滑块机构↗图2-23p.29导杆机构(曲柄AB→机架)图2-15.b摇块机构(连杆