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第九章 平面连杆机构 §9－1 概述 §9－2 铰链四杆机构 §9－3 其他平面连杆机构 机械基础 机械基础 §9－1 概述 平面连杆机构是一些构件用低副联接组成的机构，这些构件在同一平面或相互平行的平面内运动。 1、平面连杆机构的从动件可按照所需的运动规律运动。 2、平面连杆机构的从动位置能满足给定位置的要求。 3、平面连杆机构的连杆上某点的轨迹能符合给定轨迹的要求。 机械基础 §9－2 铰链四杆机构 最常见的平面连杆机构是平面四杆机构，本章着重讨论平面四杆机构的基本类型和运动特性。 由四个杆件组成，且杆件间运动副为转动副的平面四杆机构称为铰链四杆机构。 机构的固定构件AD杆称为机架；不与机架直接连接的杆BC称为连杆；与机架用转动副连接的杆AB、CD称为连架杆，其中能作整周回转的连架杆AB称为曲柄，只能在某一角度范围内摆动的连架杆CD称为摇杆。 铰链四杆机构分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 机械基础 §9－2 铰链四杆机构 一、曲柄摇杆机构 定义：铰链四杆机构ABCD由曲柄、连杆、摇杆和机架组成，该机构只有一个曲柄。 在曲柄摇杆机构中，曲柄和摇杆均能作为主动件。 曲柄摇杆机构的传动特性，主要关注它的急回性、压力角、传动角及其死点位置。 机械基础 §9－2 铰链四杆机构 1、曲柄摇杆机构的急回特性 曲柄在等速转动一周的过程中，有两次与连杆共线。 摇杆在两极限位置时的夹角ψ称为摇杆的摆角；曲柄和连杆两次共线位置时连杆间所夹的锐角θ称为极限夹角。 当曲柄顺时针转过角度φ1＝180°＋θ时，摇杆由C1D摆到C2D，摇杆摆角为ψ，对应的时间为ｔ1；当曲柄继续转过φ2＝180°－θ时，摇杆又由C2D摆回到C1D，摆角仍为ψ，对应的时间ｔ2。因为曲柄是匀速转动，显然有φ1＞φ2，ｔ1＞ｔ2，所以摇杆速度Ｖ1＜Ｖ2。 摇杆由C1D摆到C2D——工作行程v1 由C2D摆回C1D——空回行程v2 机械基础 §9－2 铰链四杆机构 1、曲柄摇杆机构的急回特性 急回特性：当主动件等速旋转时，作往复运动的从动件在空回行程中的平均速度Ｖ2大于工作行程的平均速度Ｖ1的特性。 急回运动特性用行程速度变化系数k来表示，即： 当θ＝０时，k＝１，这时机构没有急回特性；当θ≠０时， k＞１，则机构有急回特性。k越大，急回特性越显著。 极位夹角: 曲柄摆动导杆机构、偏置曲柄滑块机构都具有急回特性。 机械基础 §9－2 铰链四杆机构 2、曲柄摇杆机构的压力角和传动角 压力角：力Ｆ与Ｃ点的绝对速度Vc之间所夹的锐角α。 α越小，Ft越大，传力越好。 压力角α——判别机构传力性能的标志 γ越大，α越小，传力越好。 传动角γ ：压力角α的余角 机构运转时，压力角是变化的，传动角也是变化的。 以曲柄为主动件的曲柄摇杆机构中，最小传动角γmin一定出现在曲柄与机架共线的两个位置中的任一位置上。 Ft=Fcosα 机械基础 §9－2 铰链四杆机构 3、曲柄摇杆机构的死点位置 当机构的传动角为零（压力角为90°）时，推动从动件的有效分力为零，这样就不能改变机构的运动状态，机构的这一位置称为死点。 为了消除死点位置，可对曲柄施加额外的力，或利用飞轮及构件自身的惯性作用，来保证机构顺利通过死点位置。 机械基础 §9－2 铰链四杆机构 二、双曲柄机构 定义：在铰链四杆机构中，除机架与连杆外的其余两连架杆均为曲柄 。 双曲柄机构以上侧曲柄为主动件，主动曲柄匀速转动一周时，下侧从动曲柄变速转动一周。因此，机构不具备急回特性。 机械基础 §9－2 铰链四杆机构 二、双曲柄机构 双曲柄机构中，若两个曲柄长度相等且转向相同时称之为正平行四边形机构。 (a)当四个铰链中心处于同一条直线上时，将出现运动不确定现象，即从动杆可能向正、反两个方向转动。 (b)当一组处于运动不确定位置时，另一组则处于正常运转状态，从而消除了机构构件在共线位置时的运动不确定现象。 机械基础 §9－3 铰链四杆机构 三、双摇杆机构 定义：在铰链四杆机构中，两连架杆均为摇杆。 四、判别四杆机构 1、以最短杆的邻杆作机架（即最短杆为连架杆），最短杆为曲柄，而另一连架杆为摇杆，此时得到的为曲柄摇杆机构（图a、c）； 2、以最短杆为机架，连架杆皆为曲柄，得到双曲柄机构（图b）； 3、以最短杆的对杆为机架（即最短杆为连杆），得到的则是双摇杆机构（图d）。 机械基础 §9－3 其他平面连杆机构 一、曲柄滑块机构 机构由曲柄、连杆、滑块和机架组成，滑块与机架组成移动副。曲柄转轴A到滑块导路的距离称为偏距e。滑