机械原理NO[1].11 第八章 平面连杆机构及其设计

（2） 传动角：
机构压力角的余角，称谓机构在此位置的传动角。传动角 常用来衡量机构的传动性能：机构传动角愈大，压力角愈小， 力中P传的动有角效是分变力化P的t愈，大为，了机使构机的构传传动动效质率量愈良高好。，多一数般机规构定运机动构 的最小传动角
（3）当机构以曲柄为主动件时，机构的最小传动角出现在曲柄与 机架共线的两位置之一。
3）连杆曲线具有多样性；
6）设计计算复杂。
§8-2 平面四杆机构的类型和应用
Type and Application of Planar Four-bar Linkages
一、平面四杆机构的基本型式
基本型式：铰链四杆机构 机架（frame) 连架杆：曲柄（crank) 摇杆（rocker) 连杆（coupler)
而自锁与摩擦密切相关，不计摩擦就无所谓自锁，且自锁是有一 定范围的（b<y、e<r) 8-8双摇杆机构不会出现死点位置. 双曲柄机构不会出现死点位置(平行四边形机构除外）。
转动副(revolute pair)： 周转副： 两构件能做整周相对转动 摆转副： 两构件不能做整周相对转动
1。曲柄摇杆机构
(crank-rocker mechanism)
2。双曲柄机构 (double crank mechanism)
平行四边形机构
反平行四边形机构
3。双摇杆机构 (double rocker mechanism)
二、平面四杆机构的演化型式
1。改变构件的形状和相对尺寸
2.改变运动副的尺寸
3。选用不同的构件为机架
ABC为回转导杆机构
ABC为摆动导杆机构
4。运动副元素的逆换
a) 构件2包容3 b) 构件3包容2
§8-3平面四杆机构的工作特性 Working Characteristics of Planar Four-bar Linkages
（4）死点：
当机构的主动件通过连杆作用于从动件上的力P恰好通过 其回转中心，而不能使从动件转动，出现顶死现象。机构的这 种位置称谓死点。机构必须克服死点才能正常运转。克服死点 可借助构件惯性或采取相同机构错位排列的方法。工程上也常 利用死点来工作。
思考题
8-1 曲柄摇杆机构存在的条件是什么? 双曲柄机构存在的条件是 什么? 双摇杆机构存在的条件是什么? 8-2 在什么条件下，曲柄滑块机构具有急回特性？ 8-3 在四杆机构中，能实现急回特性的机构有哪几种？ 8-4 在曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，一定具有急回特性 吗？ 8-5 何谓机构的传动角？它与压力角的关系？传动角大小对四 杆机构的工作有什么影响？ 8-6 在曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，最小传动角将出现 在何位置？ 8-7 铰链四杆机构在死点位置时，驱动力任意增加也不能使机构 产生运动，这与机构的自锁现象是否相同？为什么？ 8-8 双摇杆机构会不会出现死点位置？双曲柄机构会不会出现死 点位置？
由1）、2）可得A为周转副的条件：
四杆机构有曲柄的条件：
a)
1）各杆长满足杆长条件； 2）最短杆为连架杆或机架。
思考下面的问题：
(1)当四杆机构ABCD满足杆长条件
b)
时，且AB为最短杆，
则A、B、C、D四个转动副的性质？
当最短杆为连架杆时，见图a)、
b)，为何种机构？
c)
当最短杆为机架时，见图c)，为何
（2） 最短杆为连架杆或机架。
5. 急回运动 （1）急回运动：
当连机构的主动件为等速回转时，从动件空回行程的平均 速度v2大于从动件工作行程的平均速度v1，这种运动性质称谓 急回运动。
急回运动的程度用行程速比系数K来衡量。
（2） 行程速比系数：
是从动件空回行程的平均速度v2与从动件工作行程的平均 速度v1的比值。
c1c2 t1
t1 t2
1 2
Hale Waihona Puke 180 180180 k 1
k 1
下列机构是否有急回运动：
三、四杆机构的传动角和死点
Transmission angle and dead point of four-bar linkages
1。压力角和传动角
(pressure angle and Transmission angle )
原动件AB经连杆BC 传给从动件 CD的力（不考虑摩擦和惯性 力）P: Pt=P cos =P sin (有效分力） Pn=P sin (正压力）
机构的压力角 ： 在不计摩擦时，从动件的
受力方向与受力点的速度方向 所夹的锐角。
机构的传动角： 压力角的余角。
=90- 在机构运动过程中， 、 是变
化的，设计时min[]
第八章 平面连杆机构及其设计 Chapter 8 Planar Linkage and its Design
§8-1平面连杆机构的特点
连杆（coupler)：不直接与机架相联的中间构件。 连杆机构（ linkage）：具有连杆的机构。
平面连杆机构的特点：
1）传力大，易加工；
4）不适合高速场合；
2）构件运动形式和运动规律具有多样性； 5）运动精度不高；
当AB从AB1转到AB2时转过1角，
C时D间由为Ct11D, 转到C2D时转过，所用
v1
c1c2 t1
当AB从AB2转到AB1的时转过2角，CD由 C2D转到C1D时转过，所用时间为t2,
因 1 >2 ,t1>t2 v2 > v1,具有急回运动。
v2
c1c2 t2
行程速比系数:
k
v2 v1
c1c2 t2
铰链四杆机构，它包含：
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
3． 平面四杆机构的演化方法：
（1） （2） （3） （4）
改变构件的形状和相对尺寸； 改变运动副的尺寸； 选不同的构件为机架； 运动副元素的逆换。
4． 平面四杆机构有曲柄的条件：
（1） 各杆长满足杆长条件：最短杆与最长杆的长度之和应小于 或等于其余两杆长度之和；
(3) 极位夹角 ：
当机构从动件处于两极限位置时，主动件曲柄在相应两位置 所夹的角。
(4) 判断机构是否有急回运动：
根据机构是否有极位夹角，若极位夹角不等于零，表明机 构有急回运动，且极位夹角愈大，机构的急回运动愈显著。
6. 机构的传动角与死点：
（1） 压力角：
在不计摩擦时，主动件通过连杆作用于从动件上的力P的 作用线与其作用点速度方向所夹的锐角，称谓机构在此位置的 压力角。
8-9.试分析左下图导杆机构有曲柄的条件. 8-10.试分析右下图曲柄滑块机构有曲柄的条件.
回转导杆
ad e a d e
摆动导杆
d a e d ae
ae b
作业
8-6 8-7
8-7机构的死点位置是不计摩擦时定义的，死点位置只限于机构的 两个极限位置，稍有偏离就不再是死点，且死点与摩擦无关。
运动的连续性： 当主动件连续运动时，从动件也
能连续地占据预定的各个位置，称 为机构具有运动的连续性。
3、3‘ 为可行域； 3 、3‘ 为不可行域。 错位不连续：
错序不连续：
设计连杆机构时，要检 查其运动的连续性。
主要内容
1． 连杆机构：具有连杆的低副机构。
连杆：不直接与机架相联的中间构件。
2． 平面四杆机构的基本型式：
一、平面四杆机构有曲柄的条件
若AB为曲柄，A必为周转 副，要满足的条件：
1）假设 a d:
AB 能占据 AB’: a+db+c (1) AB能占据 AB”: b (d-a)+c
c (d-a)+b
a+b d+c
(2)
a+c d+b
(3)
(1)+(2)得 a c
(1) +(3)得 a b
(4)
又假设 a d
2.死点（ dead point ）
当机构的主动件通过连杆作用于从动件上的力P恰好通过其回转中心， 而不能使从动件转动，出现顶死现象。机构的这种位置称谓死点。机 构必须克服死点才能正常运转。克服死点可借助构件惯性或采取相同 机构错位排列的方法。
工程上也常利用死点来工作。
四、四杆机构运动的连续性
种机构？
当最短杆为连杆时，见图d)，为
何种机构？
（2）当四杆机构ABCD不满足
d)
杆长条件时，如何？
二、急回运动和行程速比系数
Quick-return motion and advance-to return-time ratio
原动件曲柄AB等速回转时，当AB位 于AB1时，从动件CD位于左极限 位置C1D；当AB位于AB2时，从 动件CD位于右极限位置CD2。 AB1与AB2（或延长线）所夹的锐 角叫极位夹角(crank angle between extreme positions)。