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* 工业设计机械基础 平面连杆机构 平面连杆机构 §1 概述 §2 铰链四杆机构的基本型式及其演化 §3 平面四杆机构的基本特性 §4 平面四杆机构的设计简介 缝纫机 §1 概述 一、组成 连杆机构：由若干刚性构件通过低副连接而成的一种机构。 由于组成连杆传动的构件大多呈杆状，在研究运动时 —→ 连杆机构。 平面连杆机构：在同一平面或平行平面 内运动的连杆机构。 最常见的平面连杆机构是由四个构件 组成的平面四杆机构或简称四杆机构。 本章将着重讨论平面四杆机构。 二、特点 1、可实现多种运动形式的转换和得到各种复杂的运动轨迹 —→ 容易满足生产工艺提出的各种动作要求； 2、组成机构的运动副都是低副 —→ 面接触，故接触处压强和磨损较小，构件的使用寿命较长； 3、构件间接触面的几何形状简单（圆柱面或平面） —→ 容易加工，可以获得较高的精度，制造成本较低； 4、 因低副中存在间隙，会引起运动误差，影响运动的精确性； 由于运动速度的变化 —→ 惯性动负荷 —→ 冲击或振动； 5、 设计比较复杂，难以精确实现较复杂的运动规律。 三、应用 连杆传动广泛应用于各种机械和仪器中。 如：压水泵、输送机、飞机起落架、缝纫机针传动机构、鹤式起重机机构、自卸车机构、机车车轮联动机构等。 §2 铰链四杆机构的基本型式及其演化 一、组成、分类与基本形式 铰链四杆机构：运动副均为回转副的平面四杆机构。 1、组成： 机架： 连架杆： 连杆： 固定不动的杆 与机架相铰链的杆 不与机架直接连接的杆 曲柄： 摇杆： 能整周转动的连架杆 仅能在 ＜ 360°的某一角度内作摆动的连架杆 2、分类： 按两连架杆的运动形式（曲柄或摇杆）可分为三种基本形式： 曲柄摇杆机构双曲柄机构 双摇杆机构 四杆机构中最基本的型式 1）曲柄摇杆机构 曲柄摇杆机构：两连架杆中一为曲柄，一为摇杆的铰链四杆机构。 2）双曲柄机构 双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构。 若把曲柄摇杆机构中的最短杆固定 —→ 双曲柄机构。 特点：一个曲柄作等速运动时，另一个曲柄作周期性变速运动。 若两相对构件长度相等，则机构 —→ 平行四边形机构。 反平行四边形机构： 平行四边形机构： 3）双摇杆机构 双摇杆机构：两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构。 若把曲柄摇杆机构中最短杆的对面的摇杆固定 —→ 双摇杆机构。 若双摇杆机构中，两摇杆长度相等 —→ 等腰梯形机构。 特点：两摇杆的摆角不相等。 当车辆转弯时，由于β 和δ 不相等，就有可能实现在任意位置都能使两前轮轴线的交点O 落在后轮轴线的延长线上，从而使车辆绕O点转动时，四个车论都在地面上作纯滚动，避免轮胎因滑动而引起磨损。 二、平面四杆机构的演化 杆长变化 —→ 相对运动变化 运动副变化 —→ 新的机构 通过改变铰链四杆机构中各杆的长度以及改换固定件等，可得四杆机构的其它演化型式。 1、回转副转化成移动副 摇杆 —→ 滑块 如图示： 曲柄滑块机构 对心曲柄滑块机构 K = 1 偏置曲柄滑块机构 K 1 2、取不同构件为固定件 图 a）曲柄滑块机构、图b）转动导杆机构、图c）摇块机构、图d）定块机构 3、扩大回转副 曲柄滑块机构，通过扩大回转副 —→ 偏心轮机构 曲柄 —→ 圆盘（偏心轮，e —— 偏心距） 此外，还可以演化为双滑块机构等 §3 平面四杆机构的基本特性 一、铰链四杆机构中曲柄存在的条件 铰链四杆机构的三种基本型式之间的区别在于是否存在曲柄及存在几个曲柄，有无曲柄取决于机构中各杆的相对长度。 研究机构有无曲柄存在，对认识和设计平面四杆机构是非常重要的。 如图所示： AB杆的B点若能通过B’、B’’两点， .AB杆就能作整周转动。AB杆 —→ 曲柄。 AB杆上的B点若能通过B’ 点，应满足条件： △B’C’D中：l2 ≤ ( l4 - l1 ) + l3 .... ...① 或： (