第四章平面连杆机构.doc

第4章平面连杆机构
【基本要求】
,掌握其演化方法。
。
。
,学会将复杂的平面连杆机构的运动分析问题转化为可用计算机解决的问题。
,熟练掌握根据具体设计条件及实际需要,选择合适的机构型式和合理的设计方法,解决具体设计问题。
【重点难点】
本章内容包括平面连杆机构和空间连杆机构两部分,其中平面连杆机构是本章的重点。通过本章的学****最终要求达到:根据实际需求,确定满足此需求的连杆机构类型,选择合适的设计方法设计出此连杆机构。设计完成后需对所设计的连杆机构进行运动学和动力学分析,校验此机构是否实用,是否满足实际要求。【学****内容】
平面连杆机构是常用的低副机构,其中以由四个构件组成的四杆机构应用最广泛,而且是组成多杆机构的基础。因此本章着重讨论四杆机构的基本类型、性质及常用设计方法。
铰链四杆机构的类型及应用
铰链四杆机构的曲柄存在条件
铰链四杆机构的演化
平面四杆机构的基本特性
平面四杆机构的设计

平面连杆机构若各运动构件均在相互平行的平面内运动,则称为平面连杆机构。
    空间连杆机构若各运动构件不都在相互平行的平面内运动,则称为空间连杆机构。
    平面连杆机构较空间连杆机构应用更为广泛,故着重介绍平面连杆机构。
    在平面连杆机构中,结构最简单的且应用最广泛的是由4个构件所组成的平面四杆机构,其它多杆机构可看成在此基础上依次增加杆组而组成。
    ●下面介绍平面四杆机构的基本型式及其演化。
    铰链四杆机构所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构。它是平面四杆机构的基本型式。
铰链四杆机构的类型及应用
铰链四杆机构的类型
   由转动副联接四个构件而形成的机构,称为铰链四杆机构,奴图所示。图中固定不动的构件AD是机架;与机架相连的构件AB、CD称为连架杆;不与机架直接相连的构件BC称为连杆。连架杆中,能作整周回转的称为曲柄,只能作往复摆动的称为摇杆。根据两连架杆中曲柄(或摇杆)的数目,铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
机架--构件4;连架杆--直接与机架相连的构件1,3;连杆--不直接与机架相连的构件2。
   其中:连架杆1为曲柄  (能做整周回转的连架杆);连架杆3为摇杆  ( 仅能在某一角度范围内往复摆动的连架杆)。转动副A、B为整转副,转动副C、D为摆动副。。
在铰链四杆机构中,按连架杆能否作整周转动,可将四杆机构分为3种基本型式。
一、曲柄摇杆机构 
    两连架杆中一为曲柄、一为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构的作用是将曲柄的回转运动转换成摇杆的往复摆动。如图所示的雷达、汽车前窗刮雨器与搅拌机均为曲柄摇杆机构的应用。

雷达缝纫机踏板机构
缝纫机
(3)搅拌器机构
二、双曲柄机构 
   两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构 。如图所示的惯性筛即为双曲柄机构 的应用。
传动特点当主动曲柄连续等速转动时,从动曲柄一般不等速转动。
实例
惯性筛
   双曲柄机构中有两种特殊机构:平行四边形机构和反平行四边形机构
平行四边形机构
定义在双曲柄机构中,若两对边构件长度相等且平行,则称为平行四边形机构。
传动特点  主动曲柄和从动曲柄均以相同角速度转动。
    位置不确定问题
    平行四边形机构有一个位置不确定问题,如图示。
解快方法:
    (1)加惯性轮利用惯性维持从动曲柄转向不变。
(2)加虚约束通过虚约束保持平行四边形,如机车车轮联动的平行四边形
机构。
 反四边形机构
    定义两曲柄长度相同,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。如图示。
如公共汽车车门启闭机构。当主动曲柄AB转动时,通过连杆BC使从动曲柄CD朝相反方向转动,从而保证两扇车门同时开启和关闭。
公共汽车车门启闭机构
三、双摇杆机构 
定义在铰链四杆机构中,若两连架杆均为摇杆,则称为双摇杆机构。
实例鹤式起重机中的四杆机构即为双摇杆机构。
    当主动摇杆摆动时,从动摇杆也随之摆动,位于连杆延长线上的重物悬挂点将沿近似水平直线移动。
    双摇杆机构中有一种特殊机构:
   等腰梯形机构   在双摇杆机构,如果两摇杆长度相等,则称为等腰梯形机构。
实例 
    汽车前轮转向机构中的四杆机构

飞机起落架(实景)
【思考题】
  什么是连杆、连架杆、连杆机构?连杆机构适用于什么场合?不适用