西安理工大学：《机械原理》第八章 平面连杆机构及其设计（4/5）

第八章平面连杆机构及其设计 §8-1连杆机构及其传动特点 §82平面四杆机构的类型和应用 §8-3平面四杆机构的基本性质 ▲曲柄存在条件 ▲急回特性及行程速比系数 前述内容复习 ▲四杆机构传动角、压力角及死点 ▲铰链四杆机构的运动连续性 §84平面四杆机构的设计 本讲重点: >用图解法设计四杆机构★ ★四杆机构设计的图解法 用解析法设计四杆机构 本讲难点: 用实验法设计四杆机构 图解法中反转原理的应用

§8-1 连杆机构及其传动特点 第八章 平面连杆机构及其设计 §8-2 平面四杆机构的类型和应用 §8-3 平面四杆机构的基本性质 ▲曲柄存在条件 ▲急回特性及行程速比系数 ▲四杆机构传动角、压力角及死点 ▲铰链四杆机构的运动连续性 §8-4 平面四杆机构的设计 ➢用图解法设计四杆机构★ ➢用解析法设计四杆机构 ➢用实验法设计四杆机构 本讲重点： ★四杆机构设计的图解法 本讲难点： 图解法中反转原理的应用 前 述 内 容 复 习

§84平面四杆机构的设计 平面连杆设计的基本问题 1.平面连杆机构设计的基本任务 1)根据给定的设计要求选定机构型式; 2)确定各构件尺寸,并要满足结构条件、动力条件 和运动连续条件等 2.平面连杆机构设计的三大类基本命题 1)满足预定运动的规律要求 2)满足预定的连杆位置要求 3)满足预定的轨迹要求回

§8-4 平面四杆机构的设计 一、平面连杆设计的基本问题 1. 平面连杆机构设计的基本任务 1) 根据给定的设计要求选定机构型式； 2) 确定各构件尺寸，并要满足结构条件、动力条件 和运动连续条件等。 2. 平面连杆机构设计的三大类基本命题 1) 满足预定运动的规律要求 2) 满足预定的连杆位置要求 3) 满足预定的轨迹要求

(1)满足预定运动的规律要求 √要求两连架杆的转角能够满足预定的对应位置关系; √要求在原动件运动规律一定的条件下,从动件能够准 确地或近似地满足预定的运动规律要求。 满足两连架杆转角的预定对应位置关系要求的机构示例车门开闭机构 BB 设计时要求两连架杆的转角应大小相 等,方向相反,以实现车门的起闭

（1）满足预定运动的规律要求 ✓要求两连架杆的转角能够满足预定的对应位置关系； ✓要求在原动件运动规律一定的条件下，从动件能够准 确地或近似地满足预定的运动规律要求。 满足两连架杆转角的预定对应位置关系要求的机构示例——车门开闭机构 设计时要求两连架杆的转角应大小相 等，方向相反，以实现车门的起闭

满足预定运动的规律要求机构示 近似再现函数y=logx 例对数计算机构 的平面四杆机构 (2)满足预定的连杆位置要求 设计时要求连杆能依次点据一系列的 C 预定位置。(又称为导引机构的设计) 机构示例飞机起落架机构 设计时要求机轮在放下和收起时 D 连杆BC占据图示的两个共线位 B

满足预定运动的规律要求机构示 例——对数计算机构 近似再现函数 y = log x 的 平 面 四 杆 机 构 （2）满足预定的连杆位置要求 设计时要求连杆能依次点据一系列的 预定位置。(又称为导引机构的设计 ) 机构示例——飞机起落架机构 设计时要求机轮在放下和收起时 连杆BC占据图示的两个共线位 置

(3)满足预定的轨迹要求 设计时要求在机构运动过程中,连杆上某点能实现预定的轨迹。 (又称为轨迹生成机构的设计) 机构示例鹤式起重机 机构示例搅拌机机构 3.设计方法:1)解析法2)图解法3)实验法

（3）满足预定的轨迹要求 设计时要求在机构运动过程中，连杆上某点能实现预定的轨迹。 (又称为轨迹生成机构的设计) 机构示例——鹤式起重机 机构示例——搅拌机机构 3. 设计方法: 1）解析法 2）图解法 3）实验法

、用图解法设计四杆机构 1.按给定的行程速比系数K设计四杆机构——实现给定运动要求 2.按连杆预定位置设计四杆机构—实现给定连杆位置(轨迹)要求 3.按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构——实现给定连架杆位 置(轨迹)要求 1.按给定的行程速比系数K设计四杆机构 ◆曲柄摇杆机构 设计要求:已知摇杆的长度CD、摆角及行程速比系数K 设计过程: K 1)计算极位夹角:0=180 K+1 2)选定机构比例尺,作出极位图:

二、用图解法设计四杆机构 1. 按给定的行程速比系数K设计四杆机构——实现给定运动要求 2. 按连杆预定位置设计四杆机构——实现给定连杆位置（轨迹）要求 3. 按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构——实现给定连架杆位 置（轨迹）要求 1. 按给定的行程速比系数K设计四杆机构 ◆曲柄摇杆机构 设计要求：已知摇杆的长度CD、摆角及行程速比系数K。 设计过程： 1) 计算极位夹角： 1 1 180 + − =  K K  2) 选定机构比例尺，作出极位图：

3)联C1C2,过C2作 C1M⊥C1C2;另过 9006 C1作∠C2C1N=90°-0 射线CN,交C1M于P 6 B 4)以C1P为直径作圆r 则该圆上任一点均可 作为A铰链,有无穷B2 P 多解。(除弧FG以外 N〃IMF 设曲柄长度为a,连杆长度为b,则: AC1-AC Ac1=b+a AC2=b-a b= AC1+AC2 2

F G (除弧FG以外) I M  N 90º- C2 C1 D  P  B1 B2 A 3) 联 C1C2 ， 过 C2 作 C1M ⊥ C1C2 ；另过 C1作  C2C1N=90- 射线C1N，交C1M于P 点； 4) 以C1P 为直径作圆I， 则该圆上任一点均可 作为A铰链，有无穷 多解。 AC b a AC b a = − = + 2 1 设曲柄长度为a，连杆长度为b，则: 2 2 1 2 1 2 AC AC b AC AC a + = − =

错位不连续问题 c不连通域:4较链不能选定在FG弧段

C2 B2 B  1  I F G C2 C1 D   B2 B1 A ——错位不连续问题 A铰链不能选定在FG弧段 不连通域

欲得确定解,则需附加条件: (1)给定机架长度d; (2)给定曲柄长度a; (3)给定连杆长度b 90 (1)给定机架长度d解: (2)给定曲柄长度a的解: 作图步骤: 证明: AC1=b+a 6 >AC1-AC2=2 AC2=b-a ∵AAC,O,全AEO ∴AE=AC2

 90º- P  A E 2a II Oa Ob I C1 C2 D  欲得确定解，则需附加条件： (1)给定机架长度d； (2)给定曲柄长度a； (3)给定连杆长度b (1)给定机架长度d的解： (2)给定曲柄长度a的解： 作图步骤： AC b a AC b a = − = + 2 1 证明： AC1 − AC2 = 2a 2 2 AE AC AC Oa AEOa  =   

(3)给定连杆长度b的解: 作图步骤: 证明: C AC1=b+a AC2=b-a AC1+AC2=26 6 ∴A4C1O1坐A4EO ∴AE=AC2 只

(3)给定连杆长度b的解： I  90º- P III E 2b  A C1 C2 D  Oa Ob 作图步骤： AC b a AC b a = − = + 2 1 证明： AC1 + AC2 = 2b 2 2 AE AC AC Ob AEOb  =   