6.1平面四杆机构的基本类型及应用(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（北京理工大学出版社）

1 2 返回 项目六　平面连杆机构 6.1　平面四杆机构的基本类型及应用 6.2　平面四杆机构的运动特性 ６.１　平面四杆机构的基本类型及应用 ６.１.１　平面连杆机构的基础知识 １.基本概念 连杆机构又称低副机构。 是由若干构件全部用低副连接而组成的机构。 若连杆机构中所有构件均在某一平面内运动或在相互平行的平面内运动。 则称为平面连杆机构。 连杆机构中的构件称为杆。 一般连杆机构以其所含杆的数量而命名。 由四个构件组成的平面连杆机构称为平面四杆机构。 它是平面连杆机构中结构最简单且最为常用的形式。 其中以铰链四杆机构[图６-１ (ａ)]、曲柄滑块机构[图６-１ (ｂ)] 和导杆机构[图６-１(ｃ)] 应用尤为广泛。 下一页 返回 ６.１　平面四杆机构的基本类型及应用 若平面四杆机构中的低副全部都是转动副。 则称其为铰链四杆机构。 如图６-１ (ａ) 所示。 它是平面四杆机构的基本形式。 其他形式的平面四杆机构都可看成是在它的基础上演化而成的。 在此机构中。 构件４ 为机架。 直接与机架相连的构件ｌ、３ 称为连架杆。 连接两连架杆并与机架相对的构件２ 称为连杆。 能作整周回转运动的连架杆称为曲柄。 仅能在某一角度内摆动的连架杆称为摇杆。 ２.平面连杆机构的特点 由于连杆机构以低副连接。 接触表面为平面或圆柱面。 压强小。 且便于润滑。 磨损较小。 故寿命较长。 结构简单。 制造加工比较容易。 可实现远距离操纵控制。 常用来实现预定运动轨迹或预定运动规律。 连杆机构的设计计算比较复杂烦琐。 所实现的运动规律也往往精度不高。 运动时产生的惯性力难以平衡。 所以不适用于高速的场合。 连杆机构广泛应用于各种机械和仪表的主运动机构、传动机构及控制机构中。 下一页 返回 上一页 ６.１　平面四杆机构的基本类型及应用 ６.１.２　铰链四杆机构的类型和应用 根据两连架杆是否成为曲柄或摇杆。 铰链四杆机构可分为曲柄摇杆、双曲柄和双摇杆三种类型。 １.曲柄摇杆机构 两连架杆中一个是曲柄。 另一个是摇杆的铰链四杆机构。 称为曲柄摇杆机构。 曲柄摇杆机构一般以曲柄为原动件作等速转动。 摇杆为从动件做往复摆动。 如图６-２ 所示雷达天线俯仰角调整机构就是以曲柄为原动件的曲柄摇杆机构。 当主动曲柄１ 做整周转动时。 带动与天线固接的从动摇杆３ 做往复摆动。 从而达到调节天线角度的目的。在曲柄摇杆机构中也有以摇杆为原动件而曲柄作从动件的情况。 如图６-３ 所示的脚踏砂轮机构。 下一页 返回 上一页 ６.１　平面四杆机构的基本类型及应用 ２.双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。 一般原动曲柄作等速转动。 从动曲柄作变速转动。 如图６-４ 所示惯性筛中的四杆机构ＡＢＣＤ 为一双曲柄机构。 当主动曲柄１作等速转动。 从动曲柄３ 作变速转动时。 通过连杆５ 带动滑块６ 上的筛子。 使其具有所需的加速度。 从而使被筛的物料因惯性作用而达到筛选的目的。 双曲柄机构中有一种特殊机构叫平行四边形机构。 其连杆长度与机架长度相等。两曲柄的长度也相等。 两曲柄转向相同、速度相等。 由于该机构两曲柄的角速度始终相等。 且连杆在运动过程中始终作平移运动。 故应用较广。 如图６-５ 所示的摄影车升降机构。 其升降高度的变化采用两组平行四边形机构来实现。 且利用连杆７ 始终作平动这一特点。 可使与连杆固接成一体的座椅始终保持水平位置。 以保证摄影人员安全可靠地工作。 下一页 返回 上一页 ６.１　平面四杆机构的基本类型及应用 在图６-６ 所示机车车辆机构中含有一个虚约束。 目的是防止曲柄与机架共线时运动的不确定。 若去掉虚约束则得如图６-７ 所示平行四边形机构。 在曲柄与机架共线时。 Ｂ 点转到Ｂ１ 位置。 Ｃ 点转至Ｃ１ 位置。 当原动曲柄ＡＢ 继续转至Ｂ２ 位置时。 从动曲柄ＣＤ 则可能继续转至Ｃ２ 位置。 也可能反转至Ｃ′２ 位置。 这时出现了从动件运动不确定现象。 为消除这种运动不确定现象。 可采取两种措施: ①依靠构件惯性。 ②添加辅助构件。 如图６-６所示。 如果双曲柄机构的对边构件长度相等而不平行。 则称为反平行四边形机构。 其特点为原动件曲柄ＡＢ 等速转动时。 从动件曲柄ＣＤ 作反向变速运动。 如图６-８ 所示的公共汽车的车门开闭机构就是这种机构的应用实例。 下一页 返回 上一页 ６.１　平面四杆机构的基本类型及应用 ３.双摇杆机构 两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构。 双摇杆机构常用于操纵机构、仪表机构等。 如图６-９ 所示港口起重机变幅机构。 当摇杆ＣＤ 摆动时。 连杆ＢＣ 上悬挂重物的Ｍ 点作近似水平直线运动。 可避免重物在移动时因不必要的升降而发生事故。 再如图６-１０ 所示电风扇的摇头机构。 电动机安装在摇杆４ 上。 在铰链