平面连杆机构PPT课件.ppt

1、可编辑可编辑案例导入案例导入 案例分析：案例分析：如图所示为缝纫机踏板机构，为其机构运动如图所示为缝纫机踏板机构，为其机构运动简图和结构示意图。缝纫机传动路线为简图和结构示意图。缝纫机传动路线为: :操作者踩踏踏板使操作者踩踏踏板使摇杆摇杆1 1（原动件）往复摆动（原动件）往复摆动连杆连杆2 2驱驱曲柄曲柄3 3（从动件）（从动件）带动带轮使机头主轴连续转动。带动带轮使机头主轴连续转动。缝纫机踏板机构缝纫机踏板机构1可编辑可编辑案例导入案例导入 问题：问题：（1 1）各构件的长度如何才能保证实现相关的运动？）各构件的长度如何才能保证实现相关的运动？ （2 2）该机构在工作时，出现卡死现象如何处

2、理？）该机构在工作时，出现卡死现象如何处理？ 缝纫机踏板机构缝纫机踏板机构2可编辑可编辑平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 1 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化2平面连杆机构的基本特性平面连杆机构的基本特性3 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 43可编辑可编辑教学目标 掌握平面四杆机构的基本掌握平面四杆机构的基本类型、应用及演化类型、应用及演化 熟练掌握铰链四杆的类型及熟练掌握铰链四杆的类型及判断判断 熟练掌握平面四杆的工作特熟练掌握平面四杆的工作特性性 ，平面四杆机构的设计，平面四杆机构的设计4可编辑可编辑教学重点和难点教学重点和难点 铰链四杆机构类型的判断

3、铰链四杆机构类型的判断 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计5可编辑可编辑3.1 3.1 平面四杆机构的类型平面四杆机构的类型 铰链四杆机构的类型铰链四杆机构的类型 1 铰链四杆机构类型的判断铰链四杆机构类型的判断 2 课堂练习课堂练习 4 案例分析案例分析 36可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 1 导杆机构导杆机构 2 摇块机构摇块机构 3 移动导杆机构移动导杆机构 4偏心轮机构偏心轮机构5课堂练习课堂练习67可编辑可编辑3.3 3.3 平面连杆机构的特性平面连杆机构的特性急回特性和行程速

4、比系数急回特性和行程速比系数1 压力角和传动角压力角和传动角2 死点位置死点位置3 课堂练习课堂练习 48可编辑可编辑3.4 3.4 平面连杆机构的设计平面连杆机构的设计按给定的行程速比系数设计四杆机构按给定的行程速比系数设计四杆机构1按给定连杆位置设计四杆机构按给定连杆位置设计四杆机构2 课堂练习课堂练习39可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型复习：复习：平面机构的概念平面机构的概念 测量仪表机构测量仪表机构飞机发动机内部结构图飞机发动机内部结构图10可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型基本概念：基本概念： 连杆机构连杆机构：机构中各构

5、件只采用低副连接的构件称为：机构中各构件只采用低副连接的构件称为连杆机构。连杆机构。 平面连杆机构平面连杆机构：所有构件均在同一平面或相互平行的平所有构件均在同一平面或相互平行的平面内运动的连杆机构称为平面连杆机构。面内运动的连杆机构称为平面连杆机构。 缝纫机脚踏机构缝纫机脚踏机构锯管机构锯管机构11可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 四杆机构四杆机构：由四个构件组成的平面连杆机构称为四杆：由四个构件组成的平面连杆机构称为四杆机构机构 脚踏式脱粒机脚踏式脱粒机缝纫机缝纫机构缝纫机缝纫机构12可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 3.1.

6、1 3.1.1 铰链四杆机构类型铰链四杆机构类型 基本概念：基本概念： （1 1）铰链四杆机构：四个构件全部用转动副相连的四杆）铰链四杆机构：四个构件全部用转动副相连的四杆机构，称为机构，称为铰链四杆机构。铰链四杆机构。 （2 2）机架：机架：机构中固定不动的构件。机构中固定不动的构件。 （3 3）连架杆连架杆：与机架连接的构架。：与机架连接的构架。 13可编辑可编辑1234ABCD连杆连杆连架杆连架杆连架杆连架杆机架机架曲柄曲柄摇杆摇杆( (摆杆摆杆) )( (整转整转) )( (摆转摆转) )机架、连杆、连架杆机架、连杆、连架杆机架参考系（固定件）机架参考系（固定件）连架杆与机架相联连架杆

7、与机架相联连杆不与机架相联连杆不与机架相联基本构件基本构件曲柄：曲柄：可回转可回转360360的连架杆的连架杆摇杆：摇杆：摆角小于摆角小于360360的连架杆的连架杆滑块：作往复移动的连架杆滑块：作往复移动的连架杆连架杆连架杆全由全由转动副相联转动副相联的平面四杆机构的平面四杆机构14可编辑可编辑铰链四杆机构按是否存在曲柄可分为三类：铰链四杆机构按是否存在曲柄可分为三类： 1 1、曲柄摇杆机构、曲柄摇杆机构 （1 1）概念概念：铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个是：铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个是曲柄，另一个是摇杆，则称为曲柄，另一个是摇杆，则称为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构。 3.1 3.1

8、 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型15可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 （2 2）应用案例应用案例：雷达天线、：雷达天线、脚踏式脱粒机脚踏式脱粒机、搅拌机、搅拌机、水水稻插秧机的秧爪运动机构。稻插秧机的秧爪运动机构。 脚踏式脱粒机脚踏式脱粒机缝纫机的脚踏粒机缝纫机的脚踏粒机雷达天线雷达天线16可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 搅拌机机构搅拌机机构水稻插秧机的秧爪运动机构水稻插秧机的秧爪运动机构 （3 3）功能功能：将连续转动转换为摆动，或者将摆动转换为：将连续转动转换为摆动，或者将摆动转换为连续转动。连续转动。17可编辑可编辑

9、3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 2 2、双曲柄机构、双曲柄机构 （1 1）概念概念：具有两个曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄：具有两个曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄机构。机构。 18可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 （2 2）应用案例应用案例：惯性筛机构：惯性筛机构 （3 3）功能功能：将等速转动转换为不等速同向转动。将等速转动转换为不等速同向转动。惯性筛机构惯性筛机构19可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 （4 4）双曲柄机构的其他类型双曲柄机构的其他类型 1 1）平行四边形机构平行四边形机构：两相对构件互相平

10、行，呈平行四：两相对构件互相平行，呈平行四边形的双曲柄机构。边形的双曲柄机构。 案例案例：单盘秤机构、火车车轮联动装置等单盘秤机构、火车车轮联动装置等 平行四边形机构平行四边形机构单盘秤机构单盘秤机构20可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 2 2）反平行四边形机构：反平行四边形机构：两相对构件长度相等，一对构两相对构件长度相等，一对构件互相平行的双曲柄机构。件互相平行的双曲柄机构。 应用案例应用案例：公共汽车的车门开关机构公共汽车的车门开关机构 反平行四边形机构反平行四边形机构公共汽车的车门开关机构公共汽车的车门开关机构 21可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机

11、构的类型平面连杆机构的类型 3 3）功能功能：将等速转动转换为等速同向、不等速同向、将等速转动转换为等速同向、不等速同向、等多种转动等多种转动。 ） 反平行四边形机构反平行四边形机构平行四边形机构平行四边形机构22可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 3 3、双摇杆机构双摇杆机构 （1 1）概念概念：铰链四杆机构的两个连架杆若都是摇杆，铰链四杆机构的两个连架杆若都是摇杆，则称为双摇杆机构。则称为双摇杆机构。 炉门开启机构炉门开启机构双摇杆机构双摇杆机构23可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 （2 2）应用案例应用案例：港口鹤式起重机：港

12、口鹤式起重机 、汽车转向机构、电、汽车转向机构、电风扇摇头机构、飞机起落架等机构。风扇摇头机构、飞机起落架等机构。电风扇摇头机构电风扇摇头机构24可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 （3 3）功能：功能：将一种摆动转换为另一种摆动将一种摆动转换为另一种摆动。汽车前轮转向机构汽车前轮转向机构鹤式起重机鹤式起重机25可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 想一想想一想 练一练练一练 请根据下列机构的运动情况，判断其属于哪类铰链四请根据下列机构的运动情况，判断其属于哪类铰链四杆机构？杆机构？ 水排以鼓风炼铁水排以鼓风炼铁飞机起落架飞机起落架26

13、可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型3.1.2 3.1.2 铰链四杆机构类型的判断铰链四杆机构类型的判断 1 1、铰链四杆机构存在曲柄的条件、铰链四杆机构存在曲柄的条件 机构中相邻构件能否相对转整周，由各构件长度间的机构中相邻构件能否相对转整周，由各构件长度间的关系决定。关系决定。 （1 1）长度和条件长度和条件：机构中最短构件与最长构件长度：机构中最短构件与最长构件长度之和小于或等于其余两构件长度之和，即之和小于或等于其余两构件长度之和，即 llll minmax27可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 （2 2）最短构件条件最短构件条

14、件：连架杆与机架中必有一杆为最短：连架杆与机架中必有一杆为最短构件。构件。 28可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 2 2、铰链四杆机构基本类型的判别方法、铰链四杆机构基本类型的判别方法( (三种）三种） 若曲柄存在：若曲柄存在：（1 1）满足长度和条件满足长度和条件，即，即 1) 1)若以最短构件相邻边为机架时，机构为曲柄摇杆机构；若以最短构件相邻边为机架时，机构为曲柄摇杆机构； 2 2）若以最短构件为机架，则机构为双曲柄机构；若以最短构件为机架，则机构为双曲柄机构； 3 3）若以最短构件对边为机架，则机构为双摇杆机构。若以最短构件对边为机架，则机构为双摇杆机构

15、。 llll minmax29可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型 （2 2）不满足长度和条件，不满足长度和条件，则无论取哪个构件为机架均则无论取哪个构件为机架均为双摇杆机构。为双摇杆机构。30可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型案例分析：案例分析： 如图所示的铰链四杆机构如图所示的铰链四杆机构ABCD中，已知各杆的长度中，已知各杆的长度分别为：分别为：a=30，b=50，c=40，d=45。试确定该机构分别。试确定该机构分别以以AD、AB、CD和和BC为机架时，属于何种机构？为机架时，属于何种机构？31可编辑可编辑3.1 3.1 平面连

16、杆机构的类型平面连杆机构的类型 案例分析案例分析：如图所示缝纫机踏板机构，已知如图所示缝纫机踏板机构，已知AB=4cm、AD =11 cm、BC =16 cm，若，若BC为机构的最长构件，请问缝为机构的最长构件，请问缝纫机踏板机构中各构件应满足什么条件，缝纫机踏板机构纫机踏板机构中各构件应满足什么条件，缝纫机踏板机构才能为曲柄摇杆机构？才能为曲柄摇杆机构？ 32可编辑可编辑3.1 3.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型- -课堂练习课堂练习想一想想一想 练一练练一练 请判断图所示各机构属于何类铰链四杆机构？请判断图所示各机构属于何类铰链四杆机构？ 33可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆

17、机构的演化铰链四杆机构的演化 在实际工作机械中，铰链四杆机构还远远不能满足需要，生产在实际工作机械中，铰链四杆机构还远远不能满足需要，生产实践中，常常采用多种不同外形、结构和特性的四杆机构，都可以认实践中，常常采用多种不同外形、结构和特性的四杆机构，都可以认为是铰链四杆机构的演化形式。为是铰链四杆机构的演化形式。 常用的的演化方法常用的的演化方法： （1 1）变转动副为移动副；（）变转动副为移动副；（2 2）取不同的构件作机架；）取不同的构件作机架； （3 3）扩大转动副和移动副的尺寸。）扩大转动副和移动副的尺寸。 34可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化 3.2.

18、1 3.2.1 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 （ 1）由曲柄摇杆机构由曲柄摇杆机构，将，将CD无穷大，无穷大，C点轨迹变成直线；点轨迹变成直线； （ 2）演化方法演化方法：将转动副：将转动副移动副；移动副； （ 3）类型类型： a.偏心曲柄滑块机构偏心曲柄滑块机构 ，e0 偏距：曲柄转动中心距导路偏距：曲柄转动中心距导路的距离。的距离。 b.对心曲柄滑块机构，对心曲柄滑块机构，e=035可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化（4 4）应用案例应用案例：内燃机、空气压缩机、冲床和送料机构等。：内燃机、空气压缩机、冲床和送料机构等。飞机发动机内部结构图飞机发动机内部结构图对心

19、曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构36可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化 锯管机构锯管机构测量仪表机构测量仪表机构自动送料机构自动送料机构（5 5）功能功能：将转动转换为滑块的往复移动：将转动转换为滑块的往复移动37可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化 3.2.2 3.2.2 导杆机构导杆机构 （1 1）演化过程演化过程：改变对心曲柄滑块中的机架而演化来的；：改变对心曲柄滑块中的机架而演化来的； （2 2）演化方法演化方法：改变曲柄滑块机构的机架：改变曲柄滑块机构的机架, ,以构件以构件1 1为机架为机架。导杆机构的演化导杆机构的演化38可编

20、辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化导杆机构类型：导杆机构类型：l1 l2转动导杆机构转动导杆机构摆动导杆机构摆动导杆机构39可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化（3 3）应用案例应用案例：常用于牛头刨床、插床和回转油泵中。：常用于牛头刨床、插床和回转油泵中。牛头刨床牛头刨床摆动导杆机构摆动导杆机构402022-5-2341可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化 (4)(4)功能功能: : 将曲柄的连续转动转化为导杆的转动或摆动。将曲柄的连续转动转化为导杆的转动或摆动。 插床机构插床机构转动导杆机构转动导杆机构42可

21、编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化 3.2.3 3.2.3 摇块机构和定块机构摇块机构和定块机构 1 1、摇块机构（摆动导杆滑块机构）、摇块机构（摆动导杆滑块机构） （1 1）演化方法：演化方法：以构件以构件2 2为机架，可得摇块机构为机架，可得摇块机构。 （2 2）应用实例：应用实例：卡车车厢自动卸料机构、玩具步行机构卡车车厢自动卸料机构、玩具步行机构 卡车车厢自动卸料机构卡车车厢自动卸料机构摇块机构的演化摇块机构的演化43可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化 2 2、定块机构（移动导杆机构）：、定块机构（移动导杆机构）： （1 1）演

22、化方法：演化方法：以构件以构件3 3为机架，得到定块机构。为机架，得到定块机构。 （2 2）应用实例：应用实例：手动抽水机手动抽水机 移动导杆机构的演化移动导杆机构的演化手动抽水机手动抽水机44可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化3.3.4 3.3.4 偏心轮机构偏心轮机构 （1 1）在曲柄滑块机构或其他含有曲柄的四杆机构中，当曲柄长在曲柄滑块机构或其他含有曲柄的四杆机构中，当曲柄长度很短时，由于存在结构设计困难，工程中常将曲柄设计成偏心轮或度很短时，由于存在结构设计困难，工程中常将曲柄设计成偏心轮或偏心轴的形式。偏心轴的形式。 （2 2）目的目的：不仅克服了结构设

23、计问题，而且还提高了偏心轴的：不仅克服了结构设计问题，而且还提高了偏心轴的强度和刚度。曲柄为偏心轮结构的连杆机构称为强度和刚度。曲柄为偏心轮结构的连杆机构称为偏心轮机构偏心轮机构。1-1-偏心轮偏心轮2-2-连杆连杆 3-3-滑块滑块4-4-机架机架 45可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化 （3 3）应用范围应用范围：偏心轮广泛应用在传力较大的剪床、冲：偏心轮广泛应用在传力较大的剪床、冲床、颚式破碎机、内燃机等机械中。床、颚式破碎机、内燃机等机械中。剪床机构剪床机构偏心轮机构偏心轮机构46可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化- -课堂练

24、习课堂练习想一想想一想 练一练练一练 请根据下列机构的运动情况，判断它们属于哪类机构？请根据下列机构的运动情况，判断它们属于哪类机构？ 小鸡跳机构小鸡跳机构飞剪机构飞剪机构47可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化- -课堂练习课堂练习 请根据设计要求试画出下列机构的示意图请根据设计要求试画出下列机构的示意图 1.1.根据木锯锯木料的动作，拟设计一台金属棒料的锯床机构？根据木锯锯木料的动作，拟设计一台金属棒料的锯床机构？ 2. 2.试设计一个机构，模拟试设计一个机构，模拟小孩坐在公共汽车的座椅上，出现颠簸的动小孩坐在公共汽车的座椅上，出现颠簸的动作？作？ 3. 3.请

25、将手压式抽水机改为电动机驱动的自动抽水机请将手压式抽水机改为电动机驱动的自动抽水机? ? 手压式抽水机手压式抽水机48可编辑可编辑3.2 3.2 铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化- -课堂练习课堂练习 请画出下列机构运动示意图，并判断由几种机构组合而成请画出下列机构运动示意图，并判断由几种机构组合而成? ? 冲床机构冲床机构插齿机插齿机49可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 3.3.1 3.3.1 急回特性和行程数比系数急回特性和行程数比系数 1 1、基本概念基本概念：（以曲柄摇杆机构为例，曲柄为原动件）（以曲柄摇杆机构为例，曲柄为原动件） （1 1）

26、四杆机构的极限位置四杆机构的极限位置：当曲柄与连杆二次共线时，摇杆位于：当曲柄与连杆二次共线时，摇杆位于机构的最左或最右的位置。机构的最左或最右的位置。 （2 2）极位夹角（极位夹角（）：从动件处于二个极限位置时，相对应的原：从动件处于二个极限位置时，相对应的原动件曲柄所夹的锐角。动件曲柄所夹的锐角。 50可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 （3 3）摆角（摆角（）：）：摇杆（从动件）在两个极限位置时摇杆（从动件）在两个极限位置时的夹角称为摇杆的的夹角称为摇杆的摆角摆角。51可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 2 2、

27、急回特性急回特性：原动件曲柄作连续转动时，作往复运：原动件曲柄作连续转动时，作往复运动的摇杆在空回行程的平均速度大于工作行程的特性称为动的摇杆在空回行程的平均速度大于工作行程的特性称为急回特性。急回特性。 、行程速比系数（行程速比系数（K）：）：从动件空回行程与工作行从动件空回行程与工作行程的平均速度之比。程的平均速度之比。 11180180180/212111222112KKtttCCtCCvvK或52可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 极位夹角极位夹角为：为： 讨论讨论：a、0K1此时机构具有急回特性，此时机构具有急回特性， K 急急 回特性越显著。回

28、特性越显著。 b、=0K=1，此时机构无急回特性，此时机构无急回特性。11180KK53可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 想一想想一想 练一练练一练 试确定下列不同机构以曲柄为原动件时的极限位置试确定下列不同机构以曲柄为原动件时的极限位置？54可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 想一想想一想 练一练练一练 试确定摆动导杆机构和曲柄滑块机构以曲柄为原动件时试确定摆动导杆机构和曲柄滑块机构以曲柄为原动件时是否存在急回特性？是否存在急回特性？55可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 3.

29、3.2 3.3.2 压力角和传动角压力角和传动角 1 1、压力角（压力角（）：从动件上的作用力：从动件上的作用力F与该点速度与该点速度vc所夹所夹锐角锐角称为机构的压力角。称为机构的压力角。 F的两个分力：的两个分力： Fn=Fsin引起摩擦力，有害分力引起摩擦力，有害分力 Ft=Fcos有效分力有效分力 2 2、传动角（传动角（）：）：压力角压力角 的余角即的余角即+=90称为称为传动角传动角。讨论讨论：（） Fn传力性能差。传力性能差。 （ ） Fn 传力性能好。传力性能好。56可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 为保证机构的传力性能良好，必须限定机构

30、的最小传为保证机构的传力性能良好，必须限定机构的最小传动角，通常动角，通常min 。 对于一般机械，通常对于一般机械，通常 =4050,对于传递功率大的对于传递功率大的机械机械 50 ，对于一些非传力机构，也可取，对于一些非传力机构，也可取40,但不但不能过小。能过小。57可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 3、min 的确定的确定 （1）曲柄摇杆机构的）曲柄摇杆机构的min位置位置 摇杆摇杆CD为从动件，曲柄为从动件，曲柄AB为原动时，当原动件为原动时，当原动件AB与机架与机架AD共线时，共线时，传动角最小。比较两者两次共线的传动角最小。比较两者两次共线

31、的min，并取小值为该机构的最小传动角，并取小值为该机构的最小传动角min 。58可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性（2）曲柄滑块机构）曲柄滑块机构min位置位置 对于曲柄滑块机构，当主动件为曲柄时，最小传动角对于曲柄滑块机构，当主动件为曲柄时，最小传动角出现在曲柄与机架垂直的位置。出现在曲柄与机架垂直的位置。59可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 （3 3）摆动导杆机构）摆动导杆机构 1 1）以曲柄为原动件，传动角）以曲柄为原动件，传动角恒恒等于等于9090 。 2 2）以导杆为原动件，传动角）以导杆为原动件，传动角

32、min= =0 0 ，位置出现在导，位置出现在导杆与曲柄垂直处。杆与曲柄垂直处。60可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性3.3.3 3.3.3 死点位置死点位置 1 1、概念概念：平面连杆机构的传动角：平面连杆机构的传动角=0=0 ，压力角，压力角=90=90 的位置称为的位置称为死点位置死点位置。 61可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性2 2、死点位置的利弊死点位置的利弊 利利：工程上利用死点位置进行工作。：工程上利用死点位置进行工作。 夹具机构夹具机构飞机起落架机构飞机起落架机构62可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四

33、杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 弊弊：机构有死点，从动件出现卡死或运动方向不确定：机构有死点，从动件出现卡死或运动方向不确定现象，对传动不利，如缝纫机的脚踏机构。现象，对传动不利，如缝纫机的脚踏机构。缝纫机的脚踏机构缝纫机的脚踏机构63可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 3 3、克服死点的方法、克服死点的方法 （1 1）增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。 （2 2）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。 （3 3）采用相同的机构错位排列。）采用相同的机构错

34、位排列。火车车轮联动装置火车车轮联动装置缝纫机的脚踏机构缝纫机的脚踏机构64可编辑可编辑3.3 3.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性想一想想一想 练一练练一练 请问摆动导杆机构、对心曲柄滑块机构以哪个构件为请问摆动导杆机构、对心曲柄滑块机构以哪个构件为原动件时，机构存在死点位置？原动件时，机构存在死点位置？65可编辑可编辑3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 平面四杆机构的设计，主要考虑给定的运动条件，确平面四杆机构的设计，主要考虑给定的运动条件，确定机构运动简图。有时为了使设计可靠、合理，还应考虑定机构运动简图。有时为了使设计可靠、合理，还应考虑几何条件和动力

35、条件。几何条件和动力条件。 生产实践中的四杆机构设计问题可归纳为两类生产实践中的四杆机构设计问题可归纳为两类： （1 1）实现给定的从动件运动规律）实现给定的从动件运动规律, ,或使从动件具有急或使从动件具有急回特性。回特性。 （2 2）实现给定的运动规律。）实现给定的运动规律。 平面四杆机构运动设计的方法有图解法、实验法和解平面四杆机构运动设计的方法有图解法、实验法和解析法。本节主要介绍析法。本节主要介绍图解法图解法66可编辑可编辑3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计3.4.1 3.4.1 按给定的行程速比系数设计四杆机构按给定的行程速比系数设计四杆机构 已知条件：（已知条件

36、：（1 1）行程速比系数）行程速比系数K （2 2）机构的极限位置处的几何关）机构的极限位置处的几何关系系 （3 3）其他辅助条件）其他辅助条件 1 1、曲柄摇杆机构、曲柄摇杆机构 已知条件已知条件：摇杆的长度：摇杆的长度lCD 、摆角、摆角和行程速比系数和行程速比系数K 设计设计：1）确定铰链）确定铰链A的位置；的位置；2）确定其他三个构件的长度）确定其他三个构件的长度 67可编辑可编辑3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 曲柄摇杆机构的设计步骤：曲柄摇杆机构的设计步骤： （1 1）按给定行程速比系数）按给定行程速比系数K，求出极位夹角，求出极位夹角， 11180KK68可编

37、辑可编辑3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 曲柄摇杆机构的设计步骤：曲柄摇杆机构的设计步骤： （2 2）任选）任选确定适当的长度比例尺确定适当的长度比例尺l ，任选固定铰链，任选固定铰链中心中心D D的位置，按摇杆长度的位置，按摇杆长度lCDCD和摆角和摆角，作出摇杆的两个作出摇杆的两个极限位置极限位置C1D和和C2 2D。69可编辑可编辑3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 （3）连接）连接C1和和C2，并作，并作C1C2的垂线的垂线C1M。 （4）作）作 C1C2N=90-，则，则C1M与与C2N相交于相交于P点，由点，由图知：图知： C1PC2=。 （5

38、）作）作C1PC2的外接圆，在此圆周上（弧的外接圆，在此圆周上（弧C1C2和弧和弧EF除外）任意一点都可以作为曲柄的固定铰链中心除外）任意一点都可以作为曲柄的固定铰链中心A，现，现任取一点。连接任取一点。连接AC1和和AC2，因同弧上的圆周角相等，故，因同弧上的圆周角相等，故C1AC2= C1PC2=。 70可编辑可编辑3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计（6）确定）确定AC1、AC2的长度，可得的长度，可得 AB=（AC2 - AC1 ）/2，BC=（AC2 - AC1 ） 实际构件长度实际构件长度lAB =l AB， lBC =l BC， lCD =l CD71可编辑可编辑

39、3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 2、导杆机构、导杆机构 已知条件：机架长度已知条件：机架长度l4、行程速比系数、行程速比系数K，设计导杆机构设计导杆机构 解题的关键解题的关键： 分析极位夹角分析极位夹角与摆角与摆角的关系的关系 72可编辑可编辑3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 设计步骤：设计步骤： （1 1）由已知的行程速比系数）由已知的行程速比系数K，求得，求得（也即摆角（也即摆角）即）即 （2 2）任选固定铰链中心）任选固定铰链中心C，以夹角，以夹角作出导杆的作出导杆的 两个极限位置。两个极限位置。 （3 3）作摆角的平分线）作摆角的平分线AC，并

40、在线上取，并在线上取AC=l4/l 得固定铰链中心得固定铰链中心A的位置。的位置。 （4）过）过A点作导杆极限位置的垂直点作导杆极限位置的垂直AB1（或（或AB2） 得曲柄的长度得曲柄的长度l1=AB1l11180KK73可编辑可编辑3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计3.4.1 3.4.1 按给定连杆位置设计四杆机构按给定连杆位置设计四杆机构 案例分析案例分析：如图所示为一加热炉炉门开启机构，其为铰：如图所示为一加热炉炉门开启机构，其为铰链四杆机构，已知炉门的两个位置及两个活动铰链的中心矩，链四杆机构，已知炉门的两个位置及两个活动铰链的中心矩，试设计加热炉炉门开启机构。试设计

41、加热炉炉门开启机构。加热炉炉门开启机构加热炉炉门开启机构74可编辑可编辑3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 1 1、按给定连杆的两个位置设计四杆机构按给定连杆的两个位置设计四杆机构 已知铰链四杆机构连杆已知铰链四杆机构连杆B1C1、B2C2的两个位置，试设的两个位置，试设计铰链四杆机构。计铰链四杆机构。75可编辑可编辑3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 案例分析：案例分析：已知已知加热炉炉门上两个活动铰链的中心矩为加热炉炉门上两个活动铰链的中心矩为50mm50mm，炉门打开成水平位置时，要求炉门温度较低的一面，炉门打开成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上

42、（如虚线所示），设固定铰链安装在朝上（如虚线所示），设固定铰链安装在YY轴线上，其相轴线上，其相关尺寸如图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。关尺寸如图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。76可编辑可编辑3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 2 2、按给定连杆的两个位置设计四杆机构按给定连杆的两个位置设计四杆机构 已知铰链四杆机构连杆已知铰链四杆机构连杆B1C1、B2C2 、 B3C3的三个位置，的三个位置，试设计铰链四杆机构。试设计铰链四杆机构。77可编辑可编辑3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计- -课堂练习课堂练习 设计一偏置曲柄滑块机构，如图所示已知滑块行程设计一偏置曲柄滑块机构，如图所示已知滑块行程h=60mm,偏距偏距e=20mm,行程速比系数行程速比系数K=1.5 ，求曲柄长度，求曲柄长度lAB 和连杆的长度和连杆的长度lBC 78可编辑可编辑3.4 3.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 拟设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如图所示。要拟设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如图所示。要求求CD在水平位置上下各摆在水平位置上下各摆10，CD=500mm, AD=1000mm。 试用图解法求曲柄的长度和连杆的长度距试用图解法求曲柄的长度和连杆的长度距BC 。792022-5-2380