4.1 平面连杆机构 (课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（人民邮电版）

模块四 常用机构 平面连杆机构 4.1 凸轮机构 4.2 平面连杆机构是由若干个刚性构件通过转动副或移动副连接而成的机构，也称平面低副机构，组成平面连杆机构各构件的相对运动均在同一平面或相互平行的平面内。 4.1 平面连杆机构 平面连杆机构的主要优点 ： （1）各构件之间的运动副元素均为面接触，故这类运动中单位面积上的压力较小，承受载荷大。 （2）润滑条件好，磨损较轻。 （3）结构简单、易于加工，能保证较高的制造精度。 （4）能方便地实现转动、摆动、移动等基本运动形式，以及相互之间的转换。 （5）能实现一些较复杂的平面规律，从而获得多种运动轨迹，以满足不同工作的要求。 平面连杆机构的主要缺点 ： （1）由于低副中存在间隙，各构件也有尺寸误差，故整个机构存在较大的累积误差。 （2）累积误差导致机构运动中产生的运动误差，使之不能准确地反映机构的运动要求。 （3）不易于精确地实现复杂运动规律。 （4）各构件在运动中产生的习惯性力也不容易平衡。 4.1 平面连杆机构 一、铰链四杆机构 最基本的是铰链四杆机构，即四个杆全部用铰链（转动副）连接的平面四杆机构 机架——机构中固定不动的杆，如图中的杆4。 连架杆——与机架直接连接的杆，如图中的杆1和杆3。 连杆——机构中不与机架直接连接的杆，如图的杆2。 在铰链四杆机构中，连杆通常做平面运动，连架杆1和3绕各自的回转中心A和D转动。其中能做整周回转运动的连架杆称为曲柄；而仅能在一定角度范围内摆动的连架杆称为摇杆。 4.1 平面连杆机构 一、铰链四杆机构 4.1 平面连杆机构 一、铰链四杆机构 4.1 平面连杆机构 1. 曲柄摇杆机构 一个连架杆做循环整周运动，而另一连架杆做摆动 构件AB可作整圈的转动，构成曲柄；天线3作为机构的另一连架杆可作一定范围的摆动，构成摇杆；随着曲柄的缓缓转动，天线仰角得到改变。 一、铰链四杆机构 4.1 平面连杆机构 一、铰链四杆机构 4.1 平面连杆机构 汽车雨刮 随着电动机带着曲柄AB转动，刮雨胶与摇杆CD一起摆动，完成刮雨功能。 搅拌机 随着电动机带曲柄AB转动，搅拌爪与连杆一起作往复的摆动，爪端点E作轨迹为椭圆的运动，实现搅拌功能。 2．双曲柄机构 两个连架杆均能做整周的运动，则该机构称为双曲柄机构 由于从动曲柄3与主动曲柄1的长度不同，故当主动曲柄1匀速回转一周时，从动曲柄3作变速回转一周，机构利用这一特点使筛子6作加速往复运动，提高了工作性能。 一、铰链四杆机构 4.1 平面连杆机构 一、铰链四杆机构 4.1 平面连杆机构 当两曲柄的长度相等且平行布置时，成为平行双曲柄机构 路灯检修车的载人升斗利用了平动的特点 车门的启闭机构利用了两曲柄反向转动的特点 3.双摇杆机构 两根连架杆均只能在不足一周的范围内运动的铰链四杆机构称为双摇杆机构。 港口用起重机吊臂结构原理图 ABCD构成双摇杆机构，AD为机架，在主动摇杆AB的驱动下，随着机构的运动连杆BC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。 一、铰链四杆机构 4.1 平面连杆机构 电风扇摇头机构原理图 汽车偏转车轮转向机构 电动机外壳作为其中的一根摇杆AB，蜗轮作为连杆BC，构成双摇杆机构ABCD。蜗杆随扇叶同轴转动，带动BC作为主动件绕C点摆动，使摇杆AB带动电动机及扇叶一起摆动，实现一台电动机同时驱动扇叶和摇头机构 两根摇杆AB、CD是等长的，适当选择两摇杆的长度，可以使汽车在转弯时两转向轮轴线近似相交于其他两轮轴线延长线某点P，汽车整车绕瞬时中心P点转动，获得各轮子相对于地面作近似的纯滚动，以减少转弯时轮胎的磨损。 二、曲柄存在的条件 在铰链四杆机构中是否存在曲柄，取决于机构中各杆的长度关系，即要使连架杆能做整周的转动而成为曲柄，各杆必须满足一定的条件，这就是曲柄存在的条件。 在铰链四杆机构中，要使连架杆成为曲柄，必须同时具备两个条件，即： 连架杆与机架中必须有一个是最短杆； 最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆的长度之和。 4.1 平面连杆机构 推 论： （1）以最短杆的相邻杆作机架时，该机构为曲柄摇杆机构。 （2）以最短杆做机架时，该机构为双曲柄机构。 （3）以最短杆相对的杆做机架时，该机构为双摇杆机构。 4.1 平面连杆机构 二、曲柄存在的条件 例 铰链四杆机构ABCD如图所示。请根据基本类型判别准则，说明机构分别以AB、BC、CD、AD各杆为机架时属于何种机构。 解 各杆长度标于图，分析题目给出铰链四杆机构可知，最短杆为AD = 20，最长杆为CD = 55，其余两杆AB = 30、BC = 50。 因为