平面四连杆受力计算
塑壳断路器四连干机构的计算
塑壳断路器四连杆机构力的计算塑壳断路器四连杆机构的计算用图解法计算下列的内容。
并附机构动作示意图。
一、计算操作机构的主弹簧钢度手柄处于合闸位置，动触头刚刚接触静触头表面而无超程，触头压力为初压力。
取初压力P 1=3.9N ，合闸的动作示意图见图1。
假设α=16°，β=26°。
图1GB ——操作机构主弹簧 BC ——操作机构上连杆 AB ——操作机构下连杆 O ——触头与转轴定位转动中心 OS ——沿下连杆的作用力对于O 点的力臂OS=10mm OK ——触头接触点与O 点的距离OK=35mm 三相触头对于O 点的反力矩M fM f =3×P 1×OK=3×3.9×35=412.9N ·mm取主弹簧GB 对O 点的合闸力矩Mn 为触头反力矩Mf 的1.4倍，即Mn/Mf=1.4以保证断路器可靠的合闸性能。
则：M n =1.4M f =1.4×412.9=578 N ·mm从Mn 值得出主弹簧拉力在下连杆AB 上的分力F AB 应为F AB =Mn OS =57810=57.8N 故主弹簧GB 的拉力F 拉为：F 拉=F AB ×Sin αSin β =57.8×Sin26°Sin16°=92N断路器机构设计为两根主弹簧，则每只弹簧的拉力为：F 拉/2=92/2=46N按动作示意图测量断路器的合闸时，主弹簧被拉长5mm ，则弹簧的刚度： C=F 拉/25 =9.2N/mm主弹簧计算略。
二、计算手柄再扣力断路器在再扣位置时见动作示意图2。
假设α=19°，β=125°。
图2GB——主弹簧(被拉长9mm)G’f——作用在手柄的再扣力至杠杆旋转中心f的力臂为52mmid——作用在杠杆与跳扣着力点的作用力至跳扣旋转中心d的力臂为15.5mm i’f——作用在杠杆与跳扣着力点的作用力至旋转中心f的力臂为23.5mm ds——沿上连杆CB的作用力至d点的力臂为14mm主弹簧GB在再扣力的拉力F GB为F GB=C×G=9.2×9=82.8F GB在上连杆的CB的分力为：F CB=F GB SinαSinβ=82.8×Sin19°Sin125°=32.91N手柄再扣过程中，手柄Gf带动跳扣绕d点转动，因此在再扣过程中主要克服F CB对d点的转动力矩。
《平面四杆机构》课件
目 录
• 平面四杆机构简介 • 平面四杆机构的基本形式 • 平面四杆机构的运动特性 • 平面四杆机构的优化设计 • 平面四杆机构的实例分析 • 平面四杆机构的创新与发展
01
平面四杆机构简介
定义与特点
定义
平面四杆机构是指在平面内由四 个刚性构件通过低副（铰链或滑 块）连接而成的相对固定和相对 运动的机构。
总结词
随着科技的不断发展，平面四杆机构的设计 也在不断创新，新型的平面四杆机构在结构 、性能和应用方面都得到了显著提升。
详细描述
新型平面四杆机构采用了先进的材料和设计 理念，使得其具有更高的稳定性和耐用性。 同时，新型平面四杆机构在运动学和动力学 方面也进行了优化，能够实现更加精准和高
效的运动控制。
平面四杆机构的分类
根据连架杆的形状
曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
根据机架的长度
长机架四杆机构、短机架四杆机构。
02
平面四杆机构的基本形式ຫໍສະໝຸດ 曲柄摇杆机构总结词
曲柄摇杆机构是平面四杆机构中最常 见的形式之一，其中一根杆固定作为 曲柄，另一根杆作为摇杆，通过曲柄 的转动来驱动摇杆的摆动。
详细描述
特点
具有结构简单、工作可靠、传动 效率高、制造容易等优点，因此 在各种机械和机构中得到广泛应 用。
平面四杆机构的应用
01
02
03
曲柄摇杆机构
用于将曲柄的转动转化为 摇杆的往复摆动，如搅拌 机、榨汁机等。
双曲柄机构
用于实现两个曲柄的等速 转动，如机械式钟表的秒 针机构等。
双摇杆机构
用于将两个摇杆的往复摆 动转化为另一个摇杆的往 复摆动，如雷达天线驱动 机构等。
详细描述
机械原理课件8平面连杆机构与设计说明
切向分力:
法向分力:
FFco sFsin FFcos
n
▲切向分力F ′越大,机构的传力
性能越好,法向分力 F″越大,机
构的传力性能越差
B
结论：
A
为保证机构的传力
F″
t
C γα F
F′ t
F ″ T′
D
F′
性能，压力角α不能
过大，传动角γ不能过小。
设计时要求:γmin≥50°
γmin出现的位置：
当 最小或最大时，都有可能出现
§8－2平面四杆机构的类型和应用
一. 平面四杆机构的基本形式 铰链四杆机构
双曲柄机构
曲柄摇杆机构
双摇杆机构
各铰部链名四称杆及机运构动形式 机是构架平的面基固四本定杆形的机式构件 连架杆 直接与机架相连接的杆件
连杆
B
铰曲链柄曲四柄能杆摇整机杆周构机转的构动三的种构基件本形式连为架：杆
A
摇杆 只双能曲做柄非机整构周摆动的连架杆
A
4
B
A1
2 3 C 导杆机构,动画
4
转动导杆机构 摆动导杆机构
曲柄滑块机构演化实例
B 1
A
2 3
4
C
曲柄摇块机构〔连杆作机架
B 1 A
4
2
C 3
DC
B A
自卸卡车举升机构
移动导杆机构
B BBB 11 1
222
A AA A
3333 CCC 444
B 1
A
2 3
4
C
曲柄滑块机构
B 1
A
手摇唧筒
2 3
F’ E’
C’
D’
G’
四杆机构设计ppt课件
自测试题
一、 判断题（正确：T，错误：F）
1.平面连杆机构是低副机构，其接触处压强较小，因 此适用于受力较大的场合。
2.铰链四杆机构通过机架的转换，就一定可以得到曲 柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
3.铰链四杆机构如有曲柄存在，则曲柄必为最短构 件。
4.在曲柄滑块机构中，当曲柄为主动件时，机构没
21
5.平行四边形机构的极位夹角=___ ,它的行程速比系 数K____。 6.铰链四杆机构演化成其它形式的四杆机构常有三种 方法，它们是______、________和_______。 7.一对心曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化 成___________机构。 8.曲柄为主动件的曲柄摇杆机构中，当从动摇杆处于 两极限位置时，________在该位置所夹的锐角，称 为极位夹角。
14
2）用作图法按两连架杆预定的对应位置 设计四杆机构 设计方法是：此类问题刚固反转法进行设计 （重点）
15
3）按预定的连杆位置设计四杆机构：
已知：连杆BC的三个预定位置B1C1、B2C2和B3C3 设计的实质是：求固定铰链中心的位置 设计方法是：此类问题可用求圆心法来解决，即作 铰链B各位置点连线B1B2 、B2B3的中垂线，两中 垂线的交点即为固定铰链中心A。同理，作铰链C 各位置点连线C1C2、 C2C3的中垂线，两中垂线的 交点即为固定铰链中心D。
9.铰链四杆机构中，_____角越大，对机构的传动越 有利。
22
10.死点是指不计摩擦时机构所处的特殊位置，可借 助_____或采用_____的方法使机构能顺利通过死点 位置而正常运转。
三、选择题
1.下面
不是平面连杆机构的优点。
A. 运动副是面接触，故压强小、耐磨损；
图解法设计平面四杆机构[学习]
![图解法设计平面四杆机构[学习]](https://img.taocdn.com/s3/m/407298493a3567ec102de2bd960590c69ec3d81f.png)
3.4 图解法设计平面四杆机构3.4.1 按连杆位置设计四杆机构1.给定连杆的三个位置给定连杆的三个位置设计四杆机构时，往往是已知连杆B C的长度L B C和连杆的三个位置B1C12.给定连杆的两个位置给定连杆的两个位置B1C1和B2C2时与给定连杆的三个位置相似，设计四杆机构图解过程如下。
①选定长度比例尺绘出连杆的两个位置B1C1、B2C2。
②连接B1B2、C1C2，分别作线段B1B2和C1C2的垂直平分线B12和C12，分别在B12和C12上任意取A，D两点，A，D两点即是两个连架杆的固定铰链中心。
连接A B1、C1D、B1C1、A D，A B1C1D 即为所求的四杆机构。
③测量A B1、C1D、A D 计算l AB、L CD L AD的长度,由于A点可任意选取，所以有无穷解。
在实际设计中可根据其他辅助条件，例如限制最小传动角或者A、D的安装位置来确定铰链A、D的安装位置。
例设计一振实造型机的反转机构，要求反转台8位于位置Ⅰ（实线位置）时，在砂箱7内填砂造型振实，反转台8反转至位置Ⅱ（虚线线位置）时起模，已知连杆B C长0.5m和两个位置B1C1、B2C2.。
要求固定铰链中心A、D在同一水平线上并且A D=B C。
自己可以试着在纸上按比例作出图形，再求出各杆长度。
若想对答案请点击例题祥解3.4.2 按行程速度变化系数设计四杆机构1.设计曲柄摇杆机构按行程速度变化系数K设计曲柄摇杆机构往往是已知曲柄机构摇杆L3的长度及摇杆摆角ψ和速度变化系数K。
怎样用作图法设计曲柄摇杆机构？2.设计曲柄摆动导杆机构已知机架长度l4和速度变化系数K，设计曲柄导杆机构。
①求出极位夹角②根据导杆摆角ψ等于曲柄极位夹角θ，任选一点C后可找出导杆两极限Cm、C n。
③作∠MC N的角评分线，取C A＝，得到A点，过A点作C m和Cn 的垂线B1和B2两点，AB1（或AB2）即为曲柄。
测量A B1。
求出曲柄长度。
例设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块行程H=88mm，偏心距e=44m m，速度变化系数K=1.4。
平面四杆机构结构设计
2)任意取原动件长度AB
3)任意取连杆长度BC，作一系列圆弧;
4)在一张透明纸上取固定轴D，作角位移ψi
5) 取一系列从动件长度作同心圆弧。
6) 两图叠加，移动透明 纸，使ki落在同一圆 弧上。
φi
ψ
四、按预定的运动轨迹设计四杆机构
A
B
C
D
E
1
4
3
2
5
传送机构
l3
l4
l42+ l32+1- l22
2l4
P2
代入移项得： l2 cosδ = l4 ＋ l3 cos ψ －cos φ
则化简为：cocφ＝P0 cosψ ＋ P1 cos(ψ－ φ ) ＋ P2
代入两连架杆的三组对应转角参数，得方程组：
l2 sinδ = l3 sin ψ －sin φ
解得相对长度: P0 =1.533, P1=-1.0628, P2=0.7805
各杆相对长度为：
选定构件l1的长度之后，可求得其余杆的绝对长度。
cos45° =P0cos50° +P1cos(50°-45°) +P2
B1
C1
A
D
B2
C2
B3
C3
φ2
ψ2
l1=1
l4 =- l3 / P1 =1.442
l2 =(l42+ l32+1-2l3P2 )1/2 =1.783
l3 = P0 = 1.553,
实验法设计四杆机构
1)首先在一张纸上取固定轴A的位置，作原动件角位移φi
位置 φi ψi 位置 φi ψi 1→2 15∘ 10.8∘4→5 15∘ 15.8∘ 2→3 15∘ 12.5∘5→6 15∘ 17.5∘ 3→4 15∘ 14.2∘6→7 15∘ 19.2∘
四杆机构构件的受力分析和强度共56页文档
课内练习：计算力的大小:
已知： OA=R， AB= l, F , 不计物体自重与摩擦,
系统在图示位置平衡;
求:
力偶矩M 的大小，轴承O处的约 束力，连杆AB受力，冲头给导轨
的侧压力.
解: 取冲头B,画受力图.
Fiy 0 FFBco s0
解得
FB
F
cos
研究这种状态的规律称为静力分析。
对构件的静力分析有着十分重要的工程实际意义，分析
的结果对于研究构件的变形、构件的材料选取、尺寸结构形
状的设计有直接联系。
平面任意力系的平衡条件:
平面任意力系平衡的充要条件：该力系的主矢、主矩分别为零 1.平面任意力系的平衡方程：
平面任意力系平衡的充要条件：所有各力在 两个坐标轴中每一个轴上的投影的代数和等 于零，以及这些力对于每一个点的矩的代数 和也等于零. 2.平面平行力系的平衡方程：
3.能力要求
a. b.
了能解独。材立料测实量验实机 验的相工关作参原数理，，并能正操确作读试取验数机据测；量；
c．能正确处理数据。通过实验结果，能掌握塑性材料和
脆性材料拉压的力学性能，并了解两种材料在工程中的实
际应用。
主要内容
1.测定低碳钢拉伸时的屈服极限σs、抗拉强度σb（拉伸强 度极限）、断后伸长率δ，断面收缩率ψ；
则
F = -F’
在画物体受力图时要注意此公理的应用。
公理5 刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形 体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。
柔性体（受拉力平衡）
刚化为刚体（仍平衡）
反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条件，对 变形体是必要的但非充分的。
机械原理四连杆机构全解
双摇杆机构
一、 曲柄摇杆机构
在铰链四杆机构中，若两个连架杆， 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。
图4-2所示为调整雷达天线俯仰角的 曲柄摇杆机构。曲柄1缓慢地匀速转动， 通过连杆2使摇杆3在一定的角度范围内 摇动，从而调整天线俯仰角的大小。
图4-2 雷达天效的回转力矩， 显然Pt越大越好。而P在垂直于vc方向的 分力Pn=Psin则为无效分力，它不仅无 助于从动件的转动，反而增加了从动件 转动时的摩擦阻力矩。因此，希望Pn越 小越好。由此可知，压力角越小，机 构的传力性能越好，理想情况是=0， 所以压力角是反映机构传力效果好坏的 一个重要参数。一般设计机构时都必须 注意控制最大压力角不超过许用值。
死点会使机构的从动件出现卡死或 运动不确定的现象。可以利用回转机构 的惯性或添加辅助机构来克服。如家用 缝纫机中的脚踏机构，图4-3a。 有时死点来实现工作，如图4-6所示 工件夹紧装置，就是利用连杆BC与摇杆 CD形成的死点，这时工件经杆1、杆2传 给杆3的力，通过杆3的传动中心D。此力 不能驱使杆3转动。故当撤去主动外力F 后，工件依然被可靠地夹紧。
图4-3a所示为缝纫机的踏板机构， 图b为其机构运动简图。摇杆3（原动 件）往复摆动，通过连杆2驱动曲柄1 （从动件）做整周转动，再经过带传 动使机头主轴转动。
图4-3 缝纫机的踏板机构
曲柄摇杆机构的主要特性有。
急回 压力与传动角 死点
1．急回运动
如图4-4所示为一曲柄摇杆机构， 其曲柄AB在转动一周的过程中，有两 次与连杆BC共线。在这两个位置，铰 链中心A与C之间的距离AC1和AC2分别 为最短和最长，因而摇杆CD的位置C1D 和C2D分别为其两个极限位置。摇杆在 两极限位置间的夹角称为摇杆的摆角。
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平面四连杆受力计算
平面四连杆机构是一种空间低副机构，由若干刚性构件通过低副（转动副、移动副）联接而成，各构件上各点的运动平面相互不平行。
对于平面四连杆机构的受力分析计算，可以遵循以下步骤：
1. 作出机构的运动学分析图：包括四根杆件和两个主要连接点。
这个分析图应该体现机构的所有运动组成部分。
2. 建立参考系：设立一个坐标系来测量和规定各部分对于另一部分的位置和速度。
3. 确定加速度和角加速度：在进行受力分析之前，需要先确定机构中各部分的加速度和角加速度（可以通过求导得到）。
4. 计算每个杆件所受的外力：外力包括重力、惯性等。
5. 计算各个接触点处的支持反力：机构中每个连接点处都存在支持反力，通过施加平衡条件，可以得到它们的大小和方向。
6. 确认静平衡条件是否满足：在进行上述计算时，必须保证静平衡条件成立（即合外力为零、合支持反力矩为零），否则需要进行重新整理。
在进行平面四连杆受力计算时，需要根据具体情况选择合适的计算方法，并进行详细的分析和计算。
如果不确定如何进行受力分析计算，建议寻求相关专业人员的帮助。