4.2常用平面连杆机构(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（北京理工大学出版社）

学习目标： 1、掌握四杆机构的概念及基本类型； 2、掌握四杆机构的演化类型及曲柄存在的条件； 3、掌握铰链四杆机构的基本性质； 任务二 常用平面连杆机构 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 平面连杆机构 铰链四杆机构 四杆机构 曲柄 连杆 摇杆 连架杆 连架杆 基本概念 1、铰链四杆机构： 全部用转动副相连的平面四杆机构。它是平面四杆机构的基本型式，其它型式的四杆机构可看作是在它的基础上通过演化而成的。 2、机架：机构的固定构件，如杆4 。 3、连杆：不直接与机架连接的构件，如杆2。 4、连架杆：与机架用转动副相连接的构件， 如杆1、3 。 连架杆可分为： 5、曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆，如杆1； 6、摇杆：只能绕机架作小于360°的某一角度摆动 的连架杆，如3。 A、B：整转副 C、D：摆动副 在铰链四杆机构中，按连架杆能否作整周转动，可将铰链四杆机构分为： 一、曲柄摇杆机构 二、双曲柄机构 三、双摇杆机构 一、曲柄摇杆机构 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。 曲柄1为原动件，作匀速转动；摇杆3为从动件， 作变速往复摆动。 雷达天线俯仰机构 机构特性 颚式粉碎机 雷达天线俯仰机构 二、双曲柄机构 两个连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。 D A B C 3 4 1 2 运动特性： 惯性筛 1、曲柄1为原动件，作等角速转动；从动件曲柄3也以相同角速度转动。 平行双曲柄机构：其相对两杆平行且相等。 2、当四个铰链中心处于同一直线上时，将出现运动不确定状态。 B2 C2 A B1 C1 D 1 2 3 B3 C3 " C3 ˊ 为了消除这种运动不确定状态,可在主、从动曲柄上错开一定角度再安装一组平行四边形机构。 A B C D 1 2 3 B1 B ˊ C ˊ C1 C1 ˊ B1 ˊ 机车驱动轮连动机构 反平行四边形机构 三、双摇杆机构 两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。 D A B C 3 4 1 2 车辆的前轮转向机构 风扇摇头机构 铰链四杆机构存在曲柄的条件： 一、整转副： 二、整转副存在的条件： 两构件能相对转动360°的转动副。 取决于各杆的长度。 铰链四杆机构类型的判别 l1 A l4 l2 l3 C B D B' C ' B" C " 曲柄摇杆机构 分析：若l1能绕A整周相对转动，则存在两个特殊位置 在ΔAC'D中有： 在ΔAC" D中有： l4≤（l2- l1）+l3 l3≤（l2- l1）+l4 l1+l4 ≤l2+l3 l1+l3 ≤l2+l4 l1+l2 ≤l4+l3 (3) (2) (1) l1+l4 ≤l2+l3 l1+l3 ≤l2+l4 l1+l2 ≤l4+l3 (3) (2) (1) 将（1）、（2）、（3）式两两相加，得到以下关系式： l1≤l2， l1≤l3， l1≤l4， 以上关系表明l1为最短杆。 结论： （1）整转副存在的条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（杆长和条件） （2）连架杆与机架必有一个是最短杆。 由于曲柄是连架杆，整转副处于机架上，才能形成曲柄。所以，具有整转副的铰链四杆机构是否存在曲柄，还应根据选择何杆为机架来判断。 铰链四杆机构类型的判断条件： 1） 在满足杆长和的条件下： （1）取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，该 机构为双曲柄机构。 （2）最短杆为连架杆，机架上只有一个整转副，该机构为曲柄摇杆机构. （3）取最短杆为连杆时，机架上没有整转副， 该机构为双摇杆机构。 2）若不满足杆长和条件： 该机构只能是双摇杆机构。 注意： 铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：最长杆的杆长<其余三杆长度之和。 判别铰链四杆机构的类型 铰链四杆机构的演化 一、曲柄滑块机构： 改变构件的形状和运动副 通过用移动副取代转动副、变更杆件长度，变更机架和扩大转动副等途径，可得到铰链四杆机构的其它演化形式。 二、导杆机构： 选用不同的构件为机架 三、摇块机构和定块机构： 选用不同的构件为机架 四、双滑块机构： 改变构件的形状和运动副 五、偏心轮机构：扩大转动副 偏置曲柄滑块机构 对心曲柄滑块机构 一、曲柄滑块机构 杆4称为导杆 4 滑块3沿导杆 移动并绕C点 转动 当l1≤l2，杆2、杆4能作整周转动，称为转动导杆机构。 二、导杆机构： 选用不同的构件为机架 当l1>l2，杆2能作整周转动，杆4只能往复摆动，称为摆动导杆机构。 单击此处编辑母版