《机械原理》课程教学课件（讲稿）第8章 连杆机构及其设计 8.3 平面四杆机构的基本工作特性

S8-3平面四杆机构的基本工作特性

§8-3 平面四杆机构的 基本工作特性

本节基本内容1、曲柄存在的条件2、铰链四杆机构类型的判断3、急回运动特性4、传力特性

本节基本内容 1、曲柄存在的条件 2、铰链四杆机构类型的判断 3、急回运动特性 4、传力特性

一、曲柄存在的条件AB杆能成为曲柄吗？离D最远位置固定铰链A和D连铰链B可到达AB杆能成为曲柄！离D最近位置线上的两个位置a, b,c,d应满足一定的杆长关系

AB杆能成为曲柄吗？ 离D最远位置 离D最近位置 AB杆能成为曲柄！ 铰链B可到达 固定铰链A和D连 线上的两个位置 a, b, c, d应满足一定的杆长关系 一、曲柄存在的条件

一、E曲柄存在的条件AB杆能成为曲柄的条件a+d≤b+c△B,C,D中(情形1:d >a)b≤(d-a)+c△B,C,D中c≤(d-a)+bLCa+b≤c+d≤bdb+Na+Cd≤a<b+a+d连架杆a是最短杆最长杆与最短杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和A为整转副连接构件a为最短杆+杆长条件AB为曲柄最短杆为连架杆+杆长条件

𝑎 + 𝑑 ≤ 𝑏 + 𝑐 B2C2D中 B1C1D中 𝑏 ≤ (𝑑 − 𝑎) + 𝑐 𝑐 ≤ (𝑑 − 𝑎) + 𝑏 最长杆与最短杆的长度之和小于 或等于其他两杆长度之和 连架杆a是最短杆 AB杆能成为曲柄的条件 （情形1：d > a） 一、曲柄存在的条件 A为整转副——连接构件a为最短杆+杆长条件 AB为曲柄——最短杆为连架杆+杆长条件

一、曲柄存在的条件AB杆能成为曲柄的条件△B,C,D中a+d≤b+c(情形1: d<a) b≤(a-d)+c△B,C,D中c≤(a-d)+ bd+a≤b+cd≤cd≤bd+bZa+Cd≤aα+bd+c≤1+机架d是最短杆最长杆与最短杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和A、D为整转副连接构件d为最短杆+杆长条件AB为曲柄最短杆为机架+杆长条件

𝑎 + 𝑑 ≤ 𝑏 + 𝑐 B2C2D中 B1C1D中 𝑏 ≤ (𝑎 − 𝑑) + 𝑐 𝑐 ≤ (𝑎 − 𝑑) + 𝑏 最长杆与最短杆的长度之和小 于或等于其他两杆长度之和 机架d是最短杆 AB杆能成为曲柄的条件 （情形1：d < a） 一、曲柄存在的条件 A、D为整转副——连接构件d为最短杆+杆长条件 AB为曲柄——最短杆为机架+杆长条件

一、曲柄存在的条件铰链四杆机构整转副存在条件为：1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（称为杆长条件）2）该运动副连接的两构件中必有一构件是四杆中长度最短的构件。（位置条件曲柄存在的条件为：1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（称为杆长条件）2）连架杆或机架有一构件是四杆中长度最短的构件。（位置条件）

铰链四杆机构整转副存在条件为： 2）该运动副连接的两构件中必有一构件是四杆中长度最短的构件。（位置条件） 1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（称为杆长条件） 曲柄存在的条件为： 2）连架杆或机架有一构件是四杆中长度最短的构件。（位置条件） 1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（称为杆长条件） 一、曲柄存在的条件

二、铰链四杆机构类型的判断开始满足不满足杆长条件？机构中存在整转副机构中不存在整转副最短杆对边为机架最短杆为连架杆最短杆为机架不存在曲柄存在一个曲柄存在两个曲柄双摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构

机构中存在整转副 开始 杆长条件？ 最短杆对边为机架 双摇杆机构 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 机构中不存在整转副 最短杆为连架杆 最短杆为机架 不满足 满足 不存在曲柄 存在一个曲柄 存在两个曲柄 二、铰链四杆机构类型的判断

课堂练习例题1：如图所示，设已知四杆机构各构件的长度为a=240mm，b=600mm， c=400 mm,d=500 mm。 试问:1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？该机构的类型是什么？2）若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？3）若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范B围应为何值？T

课堂练习 例题1：如图所示，设已知四杆机构各构件的长度为a=240 mm，b = 600mm，c=400 mm，d=500 mm。试问： 1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在?该机构的类型是什么？ 2）若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄 机构和双摇杆机构?如何获得? 3）若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为 机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范 围应为何值?

例题2：如图所示为平面三自由度（3DOF）机器人，已知IAB=lBc+lcD。试确定该机器人机构的灵活工作空间。工作空间（可达空间）：工作空间机器人末端操作器D能到达的空间。灵活工作空间：6机器人末端操作器D能从各个方向到达的空间

A B C D 工作空间 例题2：如图所示为平面三自由度（3DOF）机器人，已知lAB = lBC + lCD。试 确定该机器人机构的灵活工作空间。 工作空间（可达空间）： 机器人末端操作器D能到达的空间。 灵活工作空间： 机器人末端操作器D能从各个方向到 达的空间

例题2：如图所示为平面三自由度（3DOF）机器人，已知IAB=lBc+lcD。试确定该机器人机构的灵活工作空间。工作空间（可达空间）：机器人末端操作器D能到达的空间。灵活工作空间灵活工作空间：机器人末端操作器D能从各个方向到达的空间。本题的实质是：确定铰链四杆机构ABCD，CD为曲柄时的LAp的范围

例题2：如图所示为平面三自由度（3DOF）机器人，已知lAB = lBC + lCD。试 确定该机器人机构的灵活工作空间。 工作空间（可达空间）： 灵活工作空间 机器人末端操作器D能到达的空间。 灵活工作空间： 机器人末端操作器D能从各个方向到 达的空间。 本题的实质是：确定铰链四杆机构ABCD， CD为曲柄时的lAD的范围