第2章 平面连杆机构（课件）-《机械设计基础》同步教学（电子工业版）

平面连杆机构 ——《机械设计基础》 缝纫机 雨刷器 健身器材 摇头风扇 日常生活应用 一、平面连杆机构及演化 工程机械应用 剪刀机 鹤式起重机 翻斗车 牛头刨床 平面连杆机构 由若干个构件通过低副（转动副和移动副）连接而成的平面机构，又称平面低副机构。 平面连杆机构 平面四杆机构 铰链四杆机构 所有低副均为转动副的平面四杆机构。 平面连杆机构的基础和典型机构。 由四个构件通过低副（转动副和移动副）连接而成的平面连杆机构。 平面连杆机构中最常见的形式，也是组成多杆机构的基础。 1：铰链四杆机构的基本类型 机构中固定不动的部分 与机架相联的构件 不与机架直接连接的构件 铰链四杆机构 连架杆 机架 连杆 连架杆 机架 连架杆 连杆 连架杆 连杆 连架杆 曲柄 按连架杆的运动形式分 摇杆 能作整周回转的连架杆 仅能在某一角度范围内往复摆动的连架杆 按两构件相对转动形式分 两构件能做整周360°相对转动的运动副 只能作有限角度摆动的运动副。 摆动副 整转副 机架 曲柄存在， 且只有1个 曲柄存在， 且有2个 曲柄不存在 铰链四杆机构 按连架杆是否为曲柄及数量 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 （1）曲柄摇杆机构 ☆ 两连架杆中一个为曲柄（整周转），另一个为摇杆（摆动）。 ☆ 曲柄为主动件时，可以实现由曲柄的整周回转运动到摇杆往复 摆动的运动转换。 ☆ 摇杆为主动件时，则可以将摇杆的摆动转换为曲柄的整周回转运动。 应用实例：雷达天线俯仰机构 应用实例：脚踏缝纫机 应用实例：搅拌机 应用实例：刮雨器 应用实例：剪刀机 应用实例：剪切机 （2）双曲柄机构 ☆两连架杆都是曲柄（整周转），主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转。 应用实例：惯性筛机构 1）正平行双曲柄机构：对边平行且相等 特点：主、从动曲柄匀速且相等；运动不确定现象 应用实例：摄影平台升降机构 应用实例：火车轮 应用实例：公共车门自动启闭机构 2）反平行双曲柄机构：对边相等但不平行 特点：两曲柄旋转方向相反 （3）双摇杆机构 ☆两连架杆都是摇杆（摆动）。 应用实例：汽车转弯机构 应用实例：飞机起落架机构 应用实例：鹤式起重机 应用实例：工件夹紧机构 应用实例：造型机翻箱机构 2、铰链四杆机构类型的判断 （1）铰链四杆机构存在曲柄的条件 L1 L2 L3 L4 B2 C2 C1 B1 L1 L2 L3 L4 当AB转至AB2时，三角形B2C 2D 满足 L1+ L4 ≤ L2+ L3 ① 当AB转至AB1时，三角形B1C 1D设L1≤ L4，则满足L2≤（L4 - L1） + L3 或 L3≤（L4 - L1） + L2 亦即 L1+ L2 ≤ L4+ L3 ② L1+ L3 ≤ L4+ L2 ③ 将式① ② ③分别两两相加得 L1≤ L3 L1≤ L2 L1≤ L4 25 同理,当设L1≥ L4时,亦可得出 L4+ L1 ≤ L2+ L3 ① L4+ L2 ≤ L1+ L3 ② L4+ L3 ≤ L1+ L2 ③ 及 L4≤ L3 L4≤ L2 L4≤ L1 存在曲柄的条件 杆长条件：最短杆与最长杆之和应小于或等于其余两杆的杆长之和； 最短杆条件：最短杆必须是机架或连架杆。 双摇杆机构 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 最短杆为连架杆 最短杆为机架 最短杆为连杆 N Y （2）铰链四杆机构基本类型的判断 应用1：判断机构类型 铰链四杆机构ABCD的各杆长度如图所示。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：最短杆为AD＝40，最长杆为CD＝110，其余两杆AB＝70、BC＝90 因为 AD十CD＝40十110＝150 AB十BC＝70十90＝160＞150 故满足曲柄存在的第一个条件。 （1）以AB或CD为机架时，即最短杆AD成连架杆，故为曲柄摇扦机构。 （2）以BC为机架时，即最短杆成连杆，故机构为双摇杆机构。 （3）以AD为机架时，即以最短杆为机架，机构为双曲柄机构。 判定以下铰链四杆机构的具体基本类型 （1） （2） （3） （4） 双曲柄机构 双摇杆机构 曲柄摇杆机构 双摇杆机构 应用2：设计杆长 例：已知在四杆机构中，机架长40mm，两连架杆长度分别为18mm和45mm。若设计此机构为曲柄摇杆机构，则连杆的