6.2 平面四杆机构课件 高一《机械基础》电子工业版

第6章 机构 6.2 平面四杆机构 由几个构件通过低副联接，且所有构件在相互平行平面内运动的机构称为平面连杆机构。由四个杆状构件通过低副连接而成的平面连杆机构，则称为平面四杆机构。 第6章 机构 6.2.1铰链四杆机构 全部用回转副连接而成的平面四杆机构称为铰链四杆机构，如图6-8所示。机构中的固定件2称为机架；与机架用回转副相联接的杆1和杆3称为连架杆；不与机架直接联接的杆4称为连杆。能作整周转动的连架杆，称为曲柄。仅能在某一角度摆动的连架杆，称为摇杆。铰链四杆机构分为三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。 第6章 机构 1.曲柄摇杆机构 在铰链四杆机构中，若两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构图6-8。通常曲柄为原动件，并作匀速转动；而摇杆为从动件，作变速往复摆动。例如调整雷达天线俯仰角的曲柄摇杆机构、汽车雨刮、搅拌机。当摇杆作为原动件时，可将摇杆的往复摆动转变为曲柄的连续转动。例如缝纫机踏板机构。 第6章 机构 2.双曲柄机构 在铰链四杆机构中，若两连架杆均为曲柄，则称为双曲柄机构。 在双曲机构中，如果两曲柄的长度不相等，主动曲柄等速回转一周，从动曲柄变速回转一周，如惯性筛。如果两曲柄的长度相等，且连杆与机架的长度也相等，称为平行双曲柄机构。这种机构运动的特点是两曲柄的角速度始终保持相等，在机器中应用也很广泛，如火车。 若两曲柄转向相反且角速度不等，则称为反向平行双曲柄机构。如公共汽车车门启闭机构即通过从动曲柄朝相反方向转动，从而保证两扇车门同时开启和关闭。 3.双摇杆机构 两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。 例如飞机起落架中，ABCD构成一个双摇杆机构，当摇杆CD摆动，带动摇杆AB摆动，使飞机轮子放下收起。保证飞机正常着陆。 港口用起重机运用了双摇杆原理。在主动摇杆的驱动下，随着机构的运动，连杆的外伸端点M获得近似直线的水平运动，使吊重Q能作水平移动而大大节省了移动吊重所需要的功率。 第6章 机构 6.2.2含有一个移动副的四杆机构 1．铰链四杆机构的演化 在图6—14（a）所示的曲柄摇杆机构中，当摇杆3的长度增至无穷大时，铰链C的运动轨迹将变成直线，摇杆CD演化为直线运动的滑块，原来的运动副变为移动副，机构就演化为曲柄滑块机构。 曲柄滑块机构通常分为偏置曲柄滑块机构和对心曲柄滑块机构。若滑块移动方位不通过曲柄转动中心，则称为偏置曲柄滑块机构。曲柄转动中心线与滑块移动方位垂直距离称为偏距e，当移动方位线通过曲柄转动中心A时（即e=0），则称为对心曲柄滑块机构。 第6章 机构 （2）其他滑块机构 ①摇块机构 在曲柄滑块机构中，取杆2为固定件，即可得图6-15b所示的摆动滑块机构，或称摇块机构。如图6-15a所示自卸卡车翻斗机构及其运动简图。在该机构中，因为液压油缸3绕铰链C摆动，故称为摇块。 ②定块机构 在曲柄滑块机构中，取杆3为固定件，即可得到固定滑块机构或称定块机构。这种机构常用于抽水唧筒等机构中。见图6-16。 第6章 机构 ③导杆机构 在曲柄滑块机构中若以杆1作为机架，则杆2将绕铰链中心转动，而滑块3则将以杆4为导轨沿该构件作相对滑动。由此演化而来的机构则称为导杆机构。若杆1﹤杆2则称为转动导杆机构，若杆1﹥杆2则称为摆动导杆机构。导杆机构常用于牛头刨床、插床和回转式油泵中。 第6章 机构 6.2.3 平面四杆机构的特征 1．铰链四杆机构有曲柄的条件 （1）曲柄为最短构件，又称最短构件条件； （2）最短构件与最长构件长度之和小于或等于其他两构件长度之和，又称构件长度和条件。 结论： 在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和时： （1）取最短杆为连架杆，得曲柄摇杆机构 （2）取最短杆为机架，得双曲柄机构 （3）取最短杆为连杆，得双摇杆机构 在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取哪一个构件为机架，都只能得到双摇杆机构。 第6章 机构 第6章 机构 例：如图6-19， 已知L1＝40mm， L2=50mm，L3＝55mm，L4=60mm，构件1为原动件。 （1）机构是否存在曲柄？ （2）以AD构件作为机架，可构成什么机构？ 解：（1）因为 L1+L4=40+60<L2+L3=50+55，满足铰链四杆机构曲柄存在条件，且构件1为最短杆，所以，构件1 为曲柄。 （2）根据机构性质，以AD构件作为机架， 该机构为曲柄摇杆机构。如图所示。 第6章 机构 2．急回特性 如图所示导杆机构。主动件2（曲柄）以等角速度转动时，