机械原理:第二章平面连杆机构 

第二章 平面连杆机构

一、定义：

若干构件通过低副（转动副或移动副）联接所组成的机构称作连杆机构。连杆机构中各构件的相对运动是平面运动还是空间运动，连杆机构又可以分为平面连杆机构和空间连杆机构。

平面连杆机构是由若干构件用平面低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。

§2.1 平面四杆机构的类型及应用

2.1 平面四杆机构的类型及应用 在此机构中，AD固定不动，称为机架；AB、CD两构件与机架组成转动副，称为连架杆；BC称为连杆。在连架杆中，能作整周回转的构件称为曲柄，而只能在一定角度范围内摆动的构件称为摇杆。

一、铰链四杆机构基本类型

根据机构中有无曲柄和有几个曲柄，铰链四杆机构又有三种基本形式：

1．曲柄摇杆机构：两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构。

当曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动转变为摇杆的往复摆动，如图中的雷达天线机构；反之，当摇杆为原动件时，可将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周转动，如图所示的缝纫机踏板。

2．双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的四杆机构。

可将原动曲柄的等速转动转换成从动曲柄的等速或变速转动，如图所示的惯性筛驱动机构；

构的相对两杆平行且相等时，则成为平行四边形机构，如图所示。

注意：平行四边形机构在运动过程中，当两曲柄与机架共线时，在原动件转向不变、转速恒定的条件下，从动曲柄会出现运动不确定现象。

可以在机构中添加飞轮或使用两组相同机构错位排列。

3．双摇杆机构

双摇杆机构：两连架杆都是摇杆的机构，如图所示的鹤式起重机构，保证货物水平移动。

二、机构的演化

机构的演化方法有三种：

1）通过改变构件的形状和相对尺寸进行演化，如图2—8的演化；

2）通过改变运动副尺寸进行演化；

3）通过选用不同构件作为机架进行演化。

1．滑块机构

如图所示，当构件1能整周回转成为曲柄时，该机构称为曲柄滑块机构；否则该机构称为摆杆滑块机构。

2．导杆机构

在图a所示的对心曲柄滑块机构中，若改取构件1为机架，则机构演化为导杆机构。图b。

3．曲柄摇块与曲柄转块机构

曲柄摇块与曲柄转块机构在图a中若改取构件2为机架，当l₁< l₂时，随构件1的转动，滑块3只在一定角度范围内摆动，该构件称为曲柄摇块机构；当l₁> l₂时，则滑块3可作整周转动，我们称为曲柄转块机构。

4．移动导杆机构

移动导杆机构在图a中，如取滑块3为机架，则该机构演化成移动导杆机构

§2.3四杆机构特性

四杆机构特性

一、四杆机构存在曲柄的条件

铰链四杆机构的三种基本型式的区别在于它的连架杆是否为曲柄。而且一般原动件为曲柄。
。 而在四杆机构中是否存在曲柄，取决于机构中各构件间的相对尺寸关系。

设a<d，若ab杆能绕a整周回转，则ab杆应能够占据与ad共线的两个位置ab和AB。</d，若ab杆能绕a整周回转，则ab杆应能够占据与ad共线的两个位置ab

由图可见，为使AB杆能转至位置AB’，各杆长度应满足：

a+d ≤ b+c ①

而为使AB杆能转至AB”，各杆长度关系应满足b ≤ (d-a)+c c ≤ (d-a)+b

可得： a+b ≤ d+c ②