《机械设计基础》课程教学资源（PPT课件讲义）铰链四杆机构的基本性质、平面四杆机构的设计

9.2铰链四杆机构的基本性质 1.急回特性: v-摇杆的摆角,已一极位夹角

9.2 铰链四杆机构的基本性质 1.急回特性 :  —摇杆的摆角，  —极位夹角

为描述从动摇杆的急 180+ 回特性,在此引入行K= 程速比系数K,即: 180 K值的大小反映了急回运动特性的显著程度。K值的大 小取决于极位夹角,0角越大,K值越大,急回运动 特性越明显;反之,则愈不明显。当时O=0,K=1, 机构无急回特性。 若在设计机构时=180° K-1 先给定K值,则: K+1 在生产实际中,常利用机构的急回运动来缩 短非生产时间,提高生产率,如牛头刨床、 往复式运输机等

为描述从动摇杆的急 回特性，在此引入行 程速比系数 K，即： K = 180 +  180 -  K值的大小反映了急回运动特性的显著程度。K值的大 小取决于极位夹角 ， 角越大，K值越大，急回运动 特性越明显；反之，则愈不明显。当时 ，K=1 ， 机构无急回特性。  = 0   若在设计机构时 先给定K值，则 : 1 1 180 + − =  K K  在生产实际中，常利用机构的急回运动来缩 短非生产时间，提高生产率，如牛头刨床、 往复式运输机等

9.2铰链四杆机构的基本性质 2.压力角与传动角 压力角:从动件 受力方向与受力 点线速度方向之 间所夹的锐角。 传动角压力角的 余角即连杆与从 动件间所夹的锐 角 F=Fsin a f= f cos a 压力角愈小,机构的传力效果愈好。所以, 衡量机构传力性能,可用压力角作为标志

9.2 铰链四杆机构的基本性质 2.压力角与传动角 cos F F n = sin F F t =  压力角愈小，机构的传力效果愈好。所以， 衡量机构传力性能，可用压力角作为标志。   C v Ft Fn F  压力角：从动件 受力方向与受力 点线速度方向之 间所夹的锐角。 传动角:压力角的 余角即连杆与从 动件间所夹的锐 角

F FRY/a 在连杆机构中,为度 FVc量方便,常用压力角 的余角即连杆与从动 件间所夹的锐角传 动角检验机构的传 力性能。 传动角愈大,机构的传力性能愈好,反之则不利于机构 中力的传递。机构运转过程中,传动角是变化的,机构 出现最小传动角的位置正好是传力效果最差的位置,也 是检验其传力性能的关键位置。 设计要求: y mIn ≥y]

在连杆机构中，为度 量方便，常用压力角 的余角即连杆与从动 件间所夹的锐角(传 动角)检验机构的传 力性能。     min 传动角愈大，机构的传力性能愈好，反之则不利于机构 中力的传递。机构运转过程中，传动角是变化的，机构 出现最小传动角的位置正好是传力效果最差的位置，也 是检验其传力性能的关键位置。   C v Ft Fn F   设计要求：

曲柄摇杆机构,以曲柄为原动件时,其 最小传动角发生在曲柄与机架两次共线 位置之 min B A

曲柄摇杆机构，以曲柄为原动件时，其 最小传动角发生在曲柄与机架两次共线 位置之一。 min  A B C D

9.2铰链四杆机构的基本性质 3.死点状态 为死点位度。y=00(即a=909)的位置称 机构传动角 机构处于死点位置,从动 件会出现卡死(机构自锁) 或运动方向不确定的现象。 措施和应用

9.2 铰链四杆机构的基本性质 3.死点状态 机构传动角  = 0 （即 ）的位置称 为死点位置。  = 90 机构处于死点位置，从动 件会出现卡死（机构自锁） 或运动方向不确定的现象。 措施和应用

93平面四杆机构的设计 设计类型: 1.实现给定的运动规律:给定行程速 比系数以实现预期的急回特性、实现 连杆的几组给定位置等。 2.实现给定的运动轨迹:要求连杆上 某点沿着给定轨迹运动等。 设计目标: 根据给定的运动条件,选定机构的类 型,确定机构中各构件的尺寸参数。 设计方法:图解法、实验法和解析法等

9.3平面四杆机构的设计 设计类型 ： 1.实现给定的运动规律：给定行程速 比系数以实现预期的急回特性、实现 连杆的几组给定位置等。 2.实现给定的运动轨迹：要求连杆上 某点沿着给定轨迹运动等。 设计目标 ： 根据给定的运动条件，选定机构的类 型，确定机构中各构件的尺寸参数。 设计方法 ：图解法、实验法和解析法等

1.按给定连杆两个位置设计铰链四杆机构 C A r t 有无穷多个解。实际上,还应考虑几何、动力等辅助条 件,例如各杆所允许的尺寸范围、最小传动角或其他结 构上的要求,就可以合理选定A、D两点的位置而得到 确定的触果给定连杆三个、四个或五个位置呢?

1.按给定连杆两个位置设计铰链四杆机构 有无穷多个解。实际上，还应考虑几何、动力等辅助条 件，例如各杆所允许的尺寸范围、最小传动角或其他结 构上的要求，就可以合理选定A、D两点的位置而得到 确定的解。如果给定连杆三个、四个或五个位置呢？

例:设计一铰链四杆 机构作为加热炉炉门 的启闭机构。已知炉 门上两活动铰链B、C 的中心距为50。要求 炉门打开后成水平位 B 置,且热面朝下(如 虚线所示)。如果规 定铰链A、D安装在炉 体的y-y坚直线上, 其相关尺寸如图所示。 用图解法求此铰链四 杆机构其余三杆的尺 832

例：设计一铰链四杆 机构作为加热炉炉门 的启闭机构。已知炉 门上两活动铰链B、C 的中心距为50。要求 炉门打开后成水平位 置，且热面朝下（如 虚线所示）。如果规 定铰链A、D安装在炉 体的y-y坚直线上， 其相关尺寸如图所示。 用图解法求此铰链四 杆机构其余三杆的尺 寸

2.按给定的行程速比系数设计四杆机构 设计具有 急回特性 的四杆机 构,关键 是要抓住 机构处于 时的几何 关系,必 要时还应 考虑其他 辅助条件

2.按给定的行程速比系数设计四杆机构 设计具有 急回特性 的四杆机 构，关键 是要抓住 机构处于 极限位置 时的几何 关系，必 要时还应 考虑其他 辅助条件。   