第10单元平面连杆机构

1、Copyright 机械工业出版社机械工业出版社机械基础机械基础平面连杆机构平面连杆机构机械工业出版社机械工业出版社案例导入案例导入牛头刨床牛头刨床牛头刨床机构运动简图牛头刨床机构运动简图 如图所示为缝纫机踏板机构，为其机构运动简图和结如图所示为缝纫机踏板机构，为其机构运动简图和结构示意图。缝纫机传动路线为构示意图。缝纫机传动路线为: :操作者踩踏踏板使摇杆操作者踩踏踏板使摇杆1 1（原（原动件）往复摆动动件）往复摆动连杆连杆2 2驱动驱动曲柄曲柄3 3（从动件）（从动件）带动带轮带动带轮使机头主轴连续转动。使机头主轴连续转动。机械工业出版社机械工业出版社案例导入案例导入 问题：问题：（1 1

2、）各构件的长度如何才能保证实现相关的运动？）各构件的长度如何才能保证实现相关的运动？ （2 2）该机构在工作时，如何实现相关的运动特性？）该机构在工作时，如何实现相关的运动特性？ 机械工业出版社机械工业出版社预备知识预备知识基本概念：基本概念： 连杆机构连杆机构：机构中各构件只采用低副连接的机构称为连：机构中各构件只采用低副连接的机构称为连杆机构。杆机构。 平面连杆机构平面连杆机构：所有构件均在同一平面或相互平行的平所有构件均在同一平面或相互平行的平面内运动的连杆机构称为平面连杆机构。面内运动的连杆机构称为平面连杆机构。 缝纫机脚踏机构缝纫机脚踏机构锯管机构锯管机构机械工业出版社机械工业出版社

3、预备知识预备知识 四杆机构四杆机构：由四个构件组成的平面连杆机构称为四杆：由四个构件组成的平面连杆机构称为四杆机构机构 脚踏式脱粒机脚踏式脱粒机机械工业出版社机械工业出版社平面连杆机构平面连杆机构铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 1 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化2 平面连杆机构的基本特性平面连杆机构的基本特性3 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 4 综合案例分析综合案例分析 5 课堂练习课堂练习 6 综合案例分析综合案例分析 5机械工业出版社机械工业出版社学习目标 掌握平面四杆机构的基本掌握平面四杆机构的基本类型、应用及演化类型、应用及演化 熟练掌握铰链四杆的类型及熟练掌握铰链

4、四杆的类型及判断判断 熟练掌握平面四杆的工作特熟练掌握平面四杆的工作特性性 ，平面四杆机构的设计，平面四杆机构的设计机械工业出版社机械工业出版社学习重点和难点学习重点和难点 铰链四杆机构类型的判断铰链四杆机构类型的判断 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 基本概念：基本概念： （1 1）铰链四杆机构：四）铰链四杆机构：四个构件全部用转动副相连的四杆个构件全部用转动副相连的四杆机构，称为机构，称为铰链四杆机构。铰链四杆机构。 （2 2）机架：机架：机构中固定不动的构

5、件。机构中固定不动的构件。 （3 3）连架杆连架杆：与机架连接的构架。：与机架连接的构架。 机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 曲柄：曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。 摇杆摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。 （4 4）连杆连杆：不直接与机架相连的构件。：不直接与机架相连的构件。机械工业出版社机械工业出版社10.1.1 10.1.1 铰链四杆机构类型铰链四杆机构类型 铰链四杆机构按是否存在曲柄可分为三类：铰链四杆机构按是否存在曲柄可分为三类： 1.

6、1.曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 （1 1）概念概念：铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个是铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个是曲柄，另一个是摇杆，则称为曲柄，另一个是摇杆，则称为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构。 10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 （2 2）应用案例应用案例：雷达天线、：雷达天线、脚踏式脱粒机脚踏式脱粒机、搅拌机、搅拌机、水水稻插秧机的秧爪运动机构。稻插秧机的秧爪运动机构。 脚踏式脱粒机脚踏式脱粒机雷达天线俯仰角调整机构雷达天线俯仰角调整机构机械工业出版社机械工业出版社10.1 10

7、.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 搅拌机机构搅拌机机构水稻插秧机的秧爪运动机构水稻插秧机的秧爪运动机构 （3 3）功能功能：将连续转动转换为摆动，或者将摆动转换为：将连续转动转换为摆动，或者将摆动转换为连续转动。连续转动。机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 2.2.双曲柄机构双曲柄机构 （1 1）概念概念：具有两个曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄：具有两个曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄机构。机构。 机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 （2 2）应用案例应用案例：惯性筛机构：惯性筛机构 （

8、3 3）功能功能：将等速转动转换为不等速同向转动。将等速转动转换为不等速同向转动。惯性筛机构惯性筛机构机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 （4 4）双曲柄机构的其他类型双曲柄机构的其他类型 1 1）平行四边形机构平行四边形机构：如果两曲柄的长度相等，且连杆和：如果两曲柄的长度相等，且连杆和机架的长度也相等，则称为四边形机构或平行双曲柄机构。机架的长度也相等，则称为四边形机构或平行双曲柄机构。 案例案例：掘土机的驱动铲斗机构等掘土机的驱动铲斗机构等 平行四边形机构平行四边形机构掘土机的驱动铲斗机构掘土机的驱动铲斗机构机械工业出版社机械工业出版社1

9、0.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 2 2）反平行四边形机构：反平行四边形机构：两相对构件长度相等，一对构两相对构件长度相等，一对构件互相平行的双曲柄机构。件互相平行的双曲柄机构。 应用案例应用案例：公共汽车的车门开关机构公共汽车的车门开关机构 反平行四边形机构反平行四边形机构公共汽车的车门开关机构公共汽车的车门开关机构 机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 3 3）功能功能：将等速转动转换为等速同向、不等速同向、将等速转动转换为等速同向、不等速同向、等多种转动等多种转动。 ） 反平行四边形机构反平行四边形机构平行四边形机构平

10、行四边形机构机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 3. 3.双摇杆机构双摇杆机构 （1 1）概念概念：铰链四杆机构的两个连架杆若都是摇杆，铰链四杆机构的两个连架杆若都是摇杆，则称为双摇杆机构。则称为双摇杆机构。 港口鹤式起重机港口鹤式起重机双摇杆机构双摇杆机构机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 （2 2）应用案例应用案例：港口鹤式起重机：港口鹤式起重机 、汽车转向机构、电、汽车转向机构、电风扇摇头机构、飞机起落架等机构。风扇摇头机构、飞机起落架等机构。电风扇摇头机构电风扇摇头机构机械工业出版社机械

11、工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 （3 3）功能：功能：将一种摆动转换为另一种摆动将一种摆动转换为另一种摆动。汽车前轮转向机构汽车前轮转向机构机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 想一想想一想 练一练练一练 请根据所学知识判断图请根据所学知识判断图10-12和图和图10-13所示机构属于铰所示机构属于铰链四杆机构中哪类铰链四杆机构？同时简述其工作原理？链四杆机构中哪类铰链四杆机构？同时简述其工作原理？ 天平机构天平机构脚踏砂轮机构脚踏砂轮机构机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四

12、杆机构的认知10.1.2 10.1.2 铰链四杆机构类型的判断铰链四杆机构类型的判断 1 1. .铰链四杆机构存在曲柄的条件铰链四杆机构存在曲柄的条件 机构中相邻构件能否相对转整周，由各构件长度间的机构中相邻构件能否相对转整周，由各构件长度间的关系决定。关系决定。 （1 1）长度和条件长度和条件：机构中最短构件与最长构件长度：机构中最短构件与最长构件长度之和小于或等于其余两构件长度之和，即之和小于或等于其余两构件长度之和，即 llll minmax机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 （2 2）最短构件条件最短构件条件：连架杆与机架中必有一杆为最

13、短：连架杆与机架中必有一杆为最短构件。构件。 机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 2 2. .铰链四杆机构基本类型的判别方法铰链四杆机构基本类型的判别方法 （1 1）满足长度和条件满足长度和条件，即，即 1) 1)若以最短构件相邻边为机架时，机构为曲柄摇杆机构；若以最短构件相邻边为机架时，机构为曲柄摇杆机构； 2 2）若以最短构件为机架，则机构为双曲柄机构；若以最短构件为机架，则机构为双曲柄机构； 3 3）若以最短构件对边为机架，则机构为双摇杆机构。若以最短构件对边为机架，则机构为双摇杆机构。 llll minmax机械工业出版社机械工业出版社

14、10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 （2 2）不满足长度和条件，不满足长度和条件，则无论取哪个构件为机架，则无论取哪个构件为机架，均为双摇杆机构。均为双摇杆机构。机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 平面连杆机构的类型平面连杆机构的类型- -课堂练习课堂练习想一想想一想 练一练练一练 请判断图所示各机构属于何类铰链四杆机构？请判断图所示各机构属于何类铰链四杆机构？ 机械工业出版社机械工业出版社10.1 10.1 铰链四杆机构的认知铰链四杆机构的认知 案例案例10-1 如图如图10-15所示缝纫机踏板机构，已知所示缝纫机踏板机构，已知AB=4cm、AD =11 c

15、m、BC =16 cm，若，若BC为机构的最长构为机构的最长构件，请问缝纫机踏板机构中各构件应满足什么条件，缝纫件，请问缝纫机踏板机构中各构件应满足什么条件，缝纫机踏板机构才能为曲柄摇杆机构？机踏板机构才能为曲柄摇杆机构？ 机械工业出版社机械工业出版社10.2 10.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化 在实际工作机械中，铰链四杆机构还远远不能满足需要，生产实践在实际工作机械中，铰链四杆机构还远远不能满足需要，生产实践中，常常采用多种不同外形、结构和特性的四杆机构，都可以认为是铰中，常常采用多种不同外形、结构和特性的四杆机构，都可以认为是铰链四杆机构的演化形式。链四杆机构的演化形式。 常用

16、的的演化方法常用的的演化方法： （1 1）变转动副为移动副；（）变转动副为移动副；（2 2）取不同的构件作机架；）取不同的构件作机架； （3 3）扩大转动副和移动副的尺寸。）扩大转动副和移动副的尺寸。 机械工业出版社机械工业出版社10.2 10.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化 10.2.1 10.2.1 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 （ 1）由曲柄摇杆机构由曲柄摇杆机构，将，将CD无穷大，无穷大，C点轨迹变成直线；点轨迹变成直线； （ 2）演化方法演化方法：将转动副：将转动副移动副；移动副； （ 3）类型类型： a.偏心曲柄滑块机构偏心曲柄滑块机构 ，e0 偏距：曲柄转动中心距导路偏距：

17、曲柄转动中心距导路的距离。的距离。 b.对心曲柄滑块机构，对心曲柄滑块机构，e=0机械工业出版社机械工业出版社10.2 10.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化（4 4）应用案例应用案例：内燃机、空气压缩机、冲床和送料机构等。：内燃机、空气压缩机、冲床和送料机构等。活塞式内燃机活塞式内燃机冲床冲床机械工业出版社机械工业出版社10.2 10.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化 （5 5）功能功能：将转动转换为滑块的往复移动：将转动转换为滑块的往复移动机械工业出版社机械工业出版社10.2 10.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化 在曲柄滑块机构或其他含有曲柄的四杆机构中，当曲在曲

18、柄滑块机构或其他含有曲柄的四杆机构中，当曲柄长度很短时，由于存在结构设计困难，工程中常将曲柄柄长度很短时，由于存在结构设计困难，工程中常将曲柄设计成偏心轮或偏心轴的形式。设计成偏心轮或偏心轴的形式。 这样这样不仅克服了结构设计问题，而且还提高了偏心轴不仅克服了结构设计问题，而且还提高了偏心轴的强度和刚度。曲柄为偏心轮结构的连杆机构称为的强度和刚度。曲柄为偏心轮结构的连杆机构称为偏心轮偏心轮机构机构。1-1-偏心轮偏心轮2-2-连杆连杆 3-3-滑块滑块4-4-机架机架 机械工业出版社机械工业出版社10.2 10.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化 10.2.2 10.2.2 导杆机构导杆

19、机构 （1 1）演化过程演化过程：改变对心曲柄滑块中的机架而演化来：改变对心曲柄滑块中的机架而演化来的；的； （2 2）演化方法演化方法：改变曲柄滑块机构的机架：改变曲柄滑块机构的机架, ,以构件以构件1 1为为机架机架。机械工业出版社机械工业出版社10.2 10.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化导杆机构类型：导杆机构类型：l1 l2转动导杆机构转动导杆机构摆动导杆机构摆动导杆机构机械工业出版社机械工业出版社10.2 10.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化（4 4）应用案例应用案例：常用于牛头刨床、插床和回转油泵中。：常用于牛头刨床、插床和回转油泵中。插刀插床机构插刀插床机构牛

20、头刨床驱动机构牛头刨床驱动机构机械工业出版社机械工业出版社10.2 10.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化 10.2.3 10.2.3 摇块机构和定块机构摇块机构和定块机构 1.1.摇块机构摇块机构 （1 1）演化方法：演化方法：以构件以构件2 2为机架，可得摇块机构为机架，可得摇块机构。 （2 2）应用实例：应用实例：卡车车厢自动卸料机构卡车车厢自动卸料机构 卡车车厢自动卸料机构卡车车厢自动卸料机构摇块机构的演化摇块机构的演化机械工业出版社机械工业出版社10.2 10.2 平面四杆机构的演化平面四杆机构的演化 2. 2.移动导杆移动导杆机构机构： （1 1）演化方法：演化方法：以构件

21、以构件3 3为机架，得到定块机构。为机架，得到定块机构。 （2 2）应用实例：应用实例：手动抽水机手动抽水机 移动导杆移动导杆机构的演化机构的演化手动抽水机手动抽水机机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 请观察下列动画：请观察下列动画： 问题：问题：1.1.牛头刨床的往返速度是否相同？牛头刨床的往返速度是否相同？ 2. 2.缝纫机的脚踏机构出现卡死现象时，该怎么办？缝纫机的脚踏机构出现卡死现象时，该怎么办？ 牛头刨床牛头刨床缝纫机的脚踏机构缝纫机的脚踏机构机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的

22、基本特性 10.3.1 10.3.1 急回特性和行程数比系数急回特性和行程数比系数 1. 1.基本概念基本概念：（以曲柄摇杆机构为例，曲柄为原动件）（以曲柄摇杆机构为例，曲柄为原动件） （1 1）四杆机构的极限位置四杆机构的极限位置：当曲柄与连杆二次共线时，摇杆位于：当曲柄与连杆二次共线时，摇杆位于机构的最左或最右的位置。机构的最左或最右的位置。 （2 2）极位夹角（极位夹角（）：从动件处于二个极限位置时，相对应的原：从动件处于二个极限位置时，相对应的原动件曲柄所夹的锐角。动件曲柄所夹的锐角。 机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 （3

23、3）摆角（摆角（）：）：摇杆（从动件）在两个极限位置摇杆（从动件）在两个极限位置z z之间所夹角称为摇杆的之间所夹角称为摇杆的摆角，摆角，用用表示。表示。机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 2.2.急回特性急回特性：原动件曲柄作连续转动时，作往复运动：原动件曲柄作连续转动时，作往复运动的摇杆在空回行程的平均速度大于工作行程的特性称为的摇杆在空回行程的平均速度大于工作行程的特性称为急急回特性。回特性。 . .行程速比系数（行程速比系数（K）：）：从动件空回行程与工作行程从动件空回行程与工作行程的平均速度之比。的平均速度之比。 机械工业出版

24、社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 极位夹角为极位夹角为： 讨论讨论：a、0K1此时机构具有急回特性，此时机构具有急回特性， K 急急 回特性越显著。回特性越显著。 b、=0K=1，此时机构无急回特性，此时机构无急回特性。11180KK机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 想一想想一想 练一练练一练 图图10-30a所示为牛头刨床传动示意图，图所示为牛头刨床传动示意图，图10-30b b为牛头刨床刨刀驱为牛头刨床刨刀驱动机构，该机构在曲柄的带动下驱动导杆作往复摆动，摆杆带动滑枕往动机构，该机构

25、在曲柄的带动下驱动导杆作往复摆动，摆杆带动滑枕往复移动。请利用所学知识分析牛头刨床的运动特性，并判断其是利用什复移动。请利用所学知识分析牛头刨床的运动特性，并判断其是利用什么特性来提高生产效率？么特性来提高生产效率？a）牛头刨床机构运动简图）牛头刨床机构运动简图b b） 牛头刨床刨刀驱动机构牛头刨床刨刀驱动机构 机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 10.3.2 10.3.2 压力角和传动角压力角和传动角 1.1.压力角（压力角（）：从动件上的作用力：从动件上的作用力F与该点速度与该点速度vc所夹锐所夹锐角角称为机构的压力角。称为机构的压

26、力角。 F的两个分力：的两个分力： Fn=Fsin引起摩擦力，有害分力引起摩擦力，有害分力 Ft=Fcos有效分力有效分力 机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 2. 2.传动角（传动角（）：）：压力角压力角的余角，即的余角，即=90-称为称为传动角传动角。 讨论讨论：（） Fn传力性能差。传力性能差。 （ ） Fn 传力性能好。传力性能好。机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 为保证机构的传力性能良好，必须限定机构的最小传为保证机构的传力性能良好，必须限定机构的最小传动角，通常动角

27、，通常min 。 对于一般机械，通常对于一般机械，通常min 40, =4050;对于传递对于传递功率大的机械功率大的机械min 50，对于一些非传力机构，也可取，对于一些非传力机构，也可取 min 40,但不能过小。但不能过小。机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 3.min 的确定的确定 （1）曲柄摇杆机构的）曲柄摇杆机构的min位置位置 摇杆摇杆CD为从动件，曲柄为从动件，曲柄AB为原动时，当原动件为原动时，当原动件AB与机架与机架AD共线时，共线时，传动角最小。比较两者两次共线的传动角最小。比较两者两次共线的min，并取小值为该机

28、构的最小传动角，并取小值为该机构的最小传动角min 。机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性（2）曲柄滑块机构）曲柄滑块机构max位置位置 对于曲柄滑块机构，当主动件为曲柄时，最大压力角对于曲柄滑块机构，当主动件为曲柄时，最大压力角出现在曲柄与滑块导路垂直时的位置。出现在曲柄与滑块导路垂直时的位置。偏心曲柄滑块机构偏心曲柄滑块机构机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 （3 3）摆动导杆机构）摆动导杆机构 1 1）以曲柄为原动件，传动角）以曲柄为原动件，传动角恒恒等于等于9090 ，具有

29、良好的，具有良好的传力性能。传力性能。 2 2）以导杆为原动件，传动角）以导杆为原动件，传动角min= =0 0，位置出现在导杆，位置出现在导杆与曲柄垂直处。与曲柄垂直处。机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性10.3.3 10.3.3 死点位置死点位置 1.1.概念：概念：如如图图10-34所示，以摇杆所示，以摇杆CD为原动件，为原动件，机构的机构的传动角传动角=0=0 （=90=90），这时转动力矩为零，从动件不转这时转动力矩为零，从动件不转动，机构处于停顿位置称为动，机构处于停顿位置称为死点位置死点位置。 机械工业出版社机械工业出版社

30、10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性2.2.死点位置的利弊死点位置的利弊 利利：工程上利用死点位置进行工作。：工程上利用死点位置进行工作。 夹具机构夹具机构飞机起落架机构飞机起落架机构机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 弊弊：机构有死点，从动件出现卡死或运动方向不确定：机构有死点，从动件出现卡死或运动方向不确定现象，对传动不利，如缝纫机的脚踏机构。现象，对传动不利，如缝纫机的脚踏机构。缝纫机的脚踏机构缝纫机的脚踏机构机械工业出版社机械工业出版社10.3 10.3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性

31、3.3.克服死点的方法克服死点的方法 （1 1）增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。 （2 2）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。 （3 3）采用相同的机构错位排列。）采用相同的机构错位排列。火车车轮联动装置火车车轮联动装置缝纫机的脚踏机构缝纫机的脚踏机构机械工业出版社机械工业出版社10.4 10.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 平面四杆机构的设计，主要考虑给定的运动条件，确平面四杆机构的设计，主要考虑给定的运动条件，确定机构运动简图。有时为了使设计可靠、合理，还应考虑定机构运动简图。有时

32、为了使设计可靠、合理，还应考虑几何条件和动力条件。几何条件和动力条件。 生产实践中的四杆机构设计问题可归纳为两类生产实践中的四杆机构设计问题可归纳为两类： （1 1）实现给定的从动件运动规律）实现给定的从动件运动规律, ,或使从动件具有急或使从动件具有急回特性。回特性。 （2 2）实现给定的运动规律。）实现给定的运动规律。 平面四杆机构运动设计的方法有几何作图法、实验法平面四杆机构运动设计的方法有几何作图法、实验法和解析法。本节主要介绍和解析法。本节主要介绍几何作图法。几何作图法。机械工业出版社机械工业出版社10.4 10.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计10.4.1 10.4.1 按

33、给定的行程速比系数设计四杆机构按给定的行程速比系数设计四杆机构 已知条件：（已知条件：（1 1）行程速比系数）行程速比系数K （2 2）机构的极限位置处的几何关）机构的极限位置处的几何关系系 （3 3）其他辅助条件）其他辅助条件 1.1.曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 已知条件已知条件：摇杆的长度：摇杆的长度lCD 、摆角、摆角和行程速比系数和行程速比系数K 设计设计：1）确定铰链）确定铰链A的位置；的位置；2）确定其他三个构件的长度）确定其他三个构件的长度 机械工业出版社机械工业出版社10.4 10.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 案例案例10-2 已知曲柄摇杆机构的行程速度变化系数已知

34、曲柄摇杆机构的行程速度变化系数K=1.32、摇杆长度摇杆长度lCD=450mm、摆角、摆角 =35，机架长度，机架长度lAD=420mm，试用图解法设计该机构。试用图解法设计该机构。 机械工业出版社机械工业出版社10.4 10.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 曲柄摇杆机构的设计步骤：曲柄摇杆机构的设计步骤： （1 1）按给定行程速比系数按给定行程速比系数K，计算出极位夹角，计算出极位夹角 11180KK机械工业出版社机械工业出版社10.4 10.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 （2）选）选取适当的长度比例尺取适当的长度比例尺l ，作出摇杆的两个极限作出摇杆的两个极限位置位置

35、C1D和和C2D。机械工业出版社机械工业出版社10.4 10.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 （3）做辅助圆）做辅助圆 连接连接C1和和C2，作，作 C1C2O= C2C1O=90-,得交点得交点O，以，以O为圆心，为圆心， C1O为半径做辅助圆为半径做辅助圆 。 机械工业出版社机械工业出版社10.4 10.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 （5）确定）确定A点位置，获得点位置，获得AC1、AC2尺寸。尺寸。 AB=（AC2 - AC1 ）/2，BC=（AC2 + AC1 ） 实际构件长度实际构件长度lAB =l AB， lBC =l BC， lCD =l CD机械工业出版社

36、机械工业出版社10.4 10.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 10.4.2 按连杆给定的预定位置设计四杆机构按连杆给定的预定位置设计四杆机构 案例案例10-3 如图所示为铸工车间翻台振实造型机的翻转如图所示为铸工车间翻台振实造型机的翻转机构。它是应用一个铰链四杆机构来实现翻台的两个工作机构。它是应用一个铰链四杆机构来实现翻台的两个工作位置。翻台在位置位置。翻台在位置I处造型，在位置处造型，在位置II处起模，翻台与连杆处起模，翻台与连杆BC固联成一体，固联成一体，lBC=0.5m，机架，机架AD为水平位置，试设计为水平位置，试设计该砂箱翻转机构。该砂箱翻转机构。机械工业出版社机械工业出版社10.4 10.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 已知铰链四杆机构连杆已知铰链四杆机构连杆B1C1、B2C2的两个位置，试设的两个位置，试设计铰链四杆机构。计铰链四杆机构。机械工业出版社机械工业出版社10.4 10.4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计想一想