§1.1 连杆机构及其传动特点 §1.2 平面连杆机构的类型及应用 §1.3 平面连杆机构的基本知识 §1.4 平面连杆机构的设计

1. 第1章 连杆机构 §1.1 连杆机构及其传动特点 §1.2 平面连杆机构的类型及应用 §1.3 平面连杆机构的基本知识 §1.4平面连杆机构的设计

2. 1.1 连杆机构及其特点 一、应用示例 契贝谢夫四足步行机构 铰链四杆机构 曲柄滑块机构 摆动导杆机构 二、概念及结构特点 故此类机构也称低副机构。 • 机构中的运动副一般均为低副。 故常称构件为杆。 • 连杆机构中的构件多呈现杆的形状， 连杆机构常用其所含的杆数而命名， 故有四杆机构、六杆机构等。

3. 三、传动特点 优点： • 运动副一般为低副，承载能力大，加工容易； • 可实现多种运动变换和运动规律； • 连杆曲线形状丰富，可满足各种轨迹要求。 缺点： • 运动链长，累积误差大，效率低； • 惯性力难以平衡，动载荷大，不宜用于高速运动； • 一般只能近似满足运动规律要求。

4. 四、分类 平面连杆机构 空间连杆机构 四杆机构 多杆机构 本章重点内容是介绍四杆机构。

5. 1.2 平面四杆机构的类型及应用 一、平面四杆机构的基本型式 基本型式－铰链四杆机构，其它四杆机构都是由它演变得到的 名词解释： 曲柄—作整周定轴回转的构件； 连杆 曲柄 连杆—作平面运动的构件； 摇杆—作定轴摆动的构件； 摇杆 连架杆—与机架相联的构件； 周转副—能作360 相对回转的运动副； 摆转副—只能作有限角度摆动的运动副。

6. 搅拌机构

7. C 3 2 3 4 D B 2 3 1 4 A 2 1 1 4 摇杆主动 三种基本型式： 1.曲柄摇杆机构 雷达天线俯仰机构 曲柄主动 缝纫机踏板机构

8. 双波纹管差压计 压力P1、P2分别作用在两个波纹管上，推动与波纹管固联的轴1向右移动，驱动摆杆2，再经过曲柄摇杆机构ABCD，将摇杆AB的小转角传动放大为曲柄CD的大转角。

9. 6 E C 2 3 B 4 D 1 A 2.双曲柄机构 两连架杆均为曲柄，可作整周回转运动。 惯性筛机构

10. B C D A AB = CD BC = AD 特例：平行四边形机构

11. A B C B D C 料斗 A 耕地 D 播种机料斗机构 天平 摄影平台

12. F’ B’ C’ A’ E’ D’ G’ A G E D F C B 反向 为避免在共线位置出现运动不确定， 采用两组机构错开排列。 反平行四边形机构 --车门开闭机构

13. 3.双摇杆机构 飞机起落架机构

14. B’ 蜗轮 蜗轮 蜗轮 C’ C C C B 电机 电机 电机 B B B A A A C D D D 蜗杆 蜗杆 蜗杆 D A 风扇座 风扇座 风扇座 铸造翻箱机构 电风扇

15. E点走出一近似直线轨迹 鹤式起重机

16. D D D A A A E E E B B B C C C 特例：等腰梯形机构——汽车转向机构

17. s φ 二、平面四杆机构的演化形式 1. 改变构件的形状和运动尺寸 偏心曲柄滑块机构 曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构 s=l sinφ 正弦机构 双滑块机构 对心曲柄滑块机构

18. 弹簧管压力表 内燃机 机械压力机工作原理图

19. 2.改变运动副的尺寸 偏心轮机构

20. 摇块机构 B B B 1 A 2 2 2 B 1 1 1 3 3 3 4 A A A 2 4 4 4 C C C 曲柄滑块机构 C 3 3.选不同的构件为机架 摆动导杆机构 导杆机构 转动导杆机构 直动滑杆机构

21. D 3 C 2 B C2 C1 4 1 小型刨床 A 牛头刨床

22. E D C B A 牛头刨床传动系统

23. 应用实例 应用实例 应用实例 应用实例 C 3 A A 1 1 1 1 4 A φ φ 4 A 1 4 A 4 B B B B B 2 2 2 2 2 4 4 3 3 3 3 3 C C 2 C C C A B 自卸卡车举升机构 1

24. A 1 4 B 1 A 2 B C 4 3 2 C 3 直动滑杆机构 手摇唧筒

25. 2 2 1 1 4 3 3 4 正弦机构 4. 双滑块机构中的不同构件作为机架可得不同的机构 椭圆仪机构

26. C b B c a A D d 1.3 有关平面四杆机构的一些基本知识 一、平面四杆机构有曲柄的条件 1.周转副的条件 • 最短杆长度＋最长杆长度≤其余两杆长度之和； • 组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。 其中第一个条件称为杆长条件。 2.铰链四杆机构有曲柄的条件 • 各杆长度应满足杆长条件； • 最短杆为连架杆或机架。

27. 在满足杆长条件的前提下： 1.若以最短杆为机架，则构成双曲柄机构 2.若以最短杆任一相邻杆为机架，则构成曲柄摇杆机构。 3.若以最短杆相对的杆为机架，则构成双摇杆机构。

28. 二、压力角与传动角 压力角：从动件CD上C点所受作用力的方向与该点速度方向之间所夹的锐角。越小，传动效率越高。 传动角：连杆与从动件所夹的锐角，压力角的余角。 ＝90-；越小，越大，传动效率越高；min40 1-主动件 驱动力

29. 曲柄摇杆机构的最小传动角将出现在曲柄与机架两次共线的位置，比较即得min。曲柄摇杆机构的最小传动角将出现在曲柄与机架两次共线的位置，比较即得min。

30. 主动件 三、死点 对于曲柄摇杆机构，以摇杆CD为主动件，则当连杆与从动件曲柄共线时，机构的传动角γ＝0°， 这时主动件CD 通过连杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心，出现了不能使构件AB 转动的“顶死” 现象。 机构的这种位置称为“死点”。

31. 对于平行四边形机构，当曲柄与连杆共线时，传动角为零，同时整个机构的构件重合为一条直线，这时从动曲柄CD存在正、反转两种可能，称为转向点。

32. *克服死点、转向点的方法 1．在从动件上安装转动惯量大的飞轮。 缝纫机踏板机构

33. 2．相同机构错位排列 汽车发动机

34. *死点位置利用： 飞机起落架机构 开关机构

35. 夹具夹紧机构

36. 三．行程速度变化系数急回特性 曲柄AB等速逆时针回转， 由B’→B”(1=180°+), 由B”→B’(2=180°-)， 摆动角度同为，但1>2， 故1<2，具有急回运动特征。 摆动导杆机构 极位夹角－曲柄在两极限位置时所夹锐角，也等于导杆的摆角。

37. *行程速度变化系数K 表明急回运动特征的相对程度的参数 四杆机构有无急回特征就取决于机构运动中有无极位夹角。机构的极位夹角θ越大，则机构的急回特征越显著。

38. θ =0无急回特征 θ >0有急回特征 θ >0有急回特征

39. *平面四杆机构设计 根据给定的运动条件，确定机构运动简图的尺寸参数。 *平面四杆机构设计，主要有两类问题： ①实现给定从动件的运动规律(位置，速度，加速度) ②实现给定的运动轨迹 *平面四杆机构的设计方法 图解法、实验法、解析法 1.4 平面四杆机构的设计

40. 一、按给定的行程速度变化系数设计四杆机构 1.曲柄摇杆机构 已知：曲柄摇杆机构中摇杆CD长度和摆动角max、行程速度变化系数K，设计：四杆机构

41. 分析 图示为要求设计的四杆机构的两个极限位置，铰链A的中心必在过C1、C2两点且圆周角等于θ的一个圆上。

42. 设计步骤 1)计算极位夹角θ＝180°(K-1)/(k＋1) 2)按比例画出过C1、C2点，且圆周角等于θ的圆。

43. 3)按其它条件在圆上确定铰链A的位置 4)从图中量取 =b＋a， =b－a 曲柄长度 连杆长度

44. 2. 偏置曲柄滑块机构 已知滑块行程S，偏距e及行程速度变化系数K，设计此偏置曲柄滑块机构。

45. 二、按给定连杆的两个或三个位置设计四 杆机构 已知：连杆BC的三个位置 分析：设计的实质是确定固定铰链A、D的位置 B1、B2 、B3所在圆的圆心即为铰链A位置。C1、C2、 C3所在圆的圆心即为铰链D的位置。

46. 若仅知道连杆BC的二个位置，可通过其它条件确定A、D位置若仅知道连杆BC的二个位置，可通过其它条件确定A、D位置

47. 三、按给定连架杆对应位置设计四杆机构 已知:曲柄AB及其三个位置，机架AD的长度，构件CD上某直线DE的三个位置。

48. 分析： 本设计的实质是求活动铰链C的第一个位置C1。 可通过连架杆AB对CD的相对运动来确定铰链C的位置，即,将连架杆CD上某直线DE的第一个位置DE1当作机架不动，连架杆AB看作连杆,采用反转法实现AB对CD的相对运动。

49. 步骤： 1、将四边形 分别刚性地绕D点反转，使 分别与 重合，则得到构件AB对机架CD相对运动的三个位置 （图中 未画出）。 此时问题转化为给定连杆三个位置设计四杆机构。 2、作 的中垂线，则交点为 。

50. E1