優質核心課程

《機械設計基礎》

主講：方金湘

岳陽職業技術學院機電工程學院項目三平面連桿機構

一、鉸鏈四桿機構的基本形式及曲柄存在的條件（1）連桿機構應用舉例連桿機構:由若干剛性構件用低副聯接而成的低副機構稱為連桿機構。（一）平面連桿機構的特點

空間連桿機構

平面連桿機構空間連桿機構平面連桿機構

連桿機構（一）平面連桿機構的特點

以下是平面連桿機構？（一）平面連桿機構的特點

以下是平面連桿機構？（一）平面連桿機構的特點

以下是平面連桿機構？（一）平面連桿機構的特點

（一）平面連桿機構的特點

平面連桿機構——由一些剛性構件用轉動副和移動副相互連接而組成的,在同一平面或相互平行平面內運動的機構。作用：

實現某些較為復雜的平面運動，在生產和生活中廣泛用于動力的傳遞或改變運動形式。

港口起重機吊運貨物是利用平面連桿機構中的雙搖桿機構實現的（一）平面連桿機構的特點

鏟土機為了保證鏟斗平行移動，防止泥土流出，采用了平面連桿機構（一）平面連桿機構的特點

?承載大(運動副是面接觸)，便于潤滑，磨損較輕?制造方便(接觸面是圓柱面或平面)，易獲得較高的精度?兩構件之間的接觸靠幾何封閉實現，構件工作可靠?實現多種運動規律和軌跡要求(易實現轉動、移動）優點:缺點:?累積誤差大，不易準確實現復雜運動；?運動產生的慣性力難以平衡，因此常用于低速場合。（一）平面連桿機構的特點

四桿機構——最常用的平面連桿機構，具有四個構件（包括機架）的低副機構。

平面鉸鏈四桿機構——構件間用四個轉動副相連的平面四桿機構，簡稱鉸鏈四桿機構。（二）鉸鏈四桿機構的基本類型

鉸鏈四桿機構：四根桿均用轉動副連接。滑塊四桿機構：桿件間的連接，除了轉動副以外，構件3與4使用移動副連接。（二）鉸鏈四桿機構的基本類型

1.鉸鏈四桿機構的組成固定構件可動構件

曲柄:能整圈旋轉的連架桿;

搖桿:只能繞運動副軸線擺動的連架桿;--機架:固定不動的桿;機架連架桿連架桿連桿搖桿曲柄連架桿:以轉動副與機架相連的桿;

連桿:不與機架相連的桿,連接兩連架桿。2.鉸鏈四桿機構的基本類型

根據連架桿是曲柄還是搖桿以及運動形式的不同，可分為三種基本形式：雙搖桿機構曲柄搖桿機構雙曲柄機構（1）

曲柄搖桿機構在兩連架桿中，一個為曲柄，另一個為搖桿。應用舉例：衛星天線、送料機構、攪拌機、搬運機、放映機（連桿曲線運動完成做功）

曲柄主動勻速轉動，搖桿變速擺動，也可搖桿主動，曲柄從動。運動特點：縫紉機腳踏板機構（踏板為搖桿，原動件）2.鉸鏈四桿機構的基本類型

曲柄搖桿機構的應用

剪板機雷達汽車雨刷縫紉機踏板（1）曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構應用送料機構（1）曲柄搖桿機構（二）雙曲柄機構

雙曲柄機構——鉸鏈四桿機構中兩連架桿均為曲柄。

類型：

不等長雙曲柄機構平行雙曲柄機構反向雙曲柄機構2.鉸鏈四桿機構的基本類型

不等長雙曲柄機構兩曲柄長度不等的雙曲柄機構。不等長雙曲柄機構（二）雙曲柄機構

主動曲柄等速回轉,

從動曲柄變速回轉。

平行雙曲柄機構

連桿與機架的長度相等且兩個曲柄長度相等，曲柄轉向相同的雙曲柄機構。平行雙曲柄機構（二）雙曲柄機構

反向雙曲柄機構

連桿與機架的長度相等且兩個曲柄長度相等，曲柄轉向相反的雙曲柄機構。反向雙曲柄機構（二）雙曲柄機構

雙曲柄機構的應用

慣性篩天平汽車車門啟閉（二）雙曲柄機構

（3）雙搖桿機構

鉸鏈四桿機構中兩連架桿均為搖桿。機構兩極限位置：B1C1DC2B2A雙搖桿機構2.鉸鏈四桿機構的基本類型

兩連桿架均為搖桿做等速擺動運動。雙搖桿機構的應用

電風扇搖頭機構起重機機構（3）雙搖桿機構

3.鉸鏈四桿機構的特點①鉸鏈四桿機構是低副機構，構件間的相對運動部分為面接觸，故單位面積上的壓力較小。并且低副的構造便于潤滑，摩擦磨損較小，壽命長，適于傳遞較大的動力。②兩構件的接觸面為簡單幾何形狀，便于制造，能獲得較高精度；③構件間的相互接觸是依靠運動副元素的幾何形狀來保證，無需另外采取措施；④運動副中存在間隙，難以實現從動件精確的運動規律。

曲柄搖桿機構機架連架桿曲柄連架桿搖桿連桿整轉副整轉副擺轉副擺轉副整轉副:鉸鏈四桿機構中兩連接構件能作相對整圈旋轉的轉動副。

4.鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件曲柄：以整轉副與機架相連。搖桿:以擺轉副與機架相連。整轉副存在的條件：滿足桿長之和條件,則最短桿兩端為整轉副。

桿長之和條件:

最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿長度之和。

4.鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件整轉副存在的條件:

最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿長度之和。

4.鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件整轉副不存在的條件:

最短桿與最長桿之和大于其余兩桿長度之和。

4.鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件●鉸鏈四桿機構不同桿為機架4.鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件（1）桿長之和條件鉸鏈四桿機構的三種基本型式，其區別在于連架桿是否為曲柄。而曲柄是否存在，取決于構件中各桿的尺寸和機架的選擇。4.鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件（1）桿長之和條件如右圖所示的曲柄搖桿機構中，各桿長度分別為a、b、c、d，且AD為機架，此機構中AB為曲柄，CD為搖桿，BC為連桿。極限位置：曲柄與連桿在同一直線上。左極限、右極限。4.鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件判別：△AC1D中

(b-a)+c＞d∴b+c＞a+d(1)(b-a)+d＞c∴b+d＞a+c(2)△AC2D中

c+d＞a+b(3)

(1)+(2):b＞a(2)+(3):d＞a(1)+(3):c＞a從上可看出：a是最短桿件，即：曲柄搖桿機構中曲柄最短

∴

lmin+lmax≤lˊ+l——長度和條件滿足桿長之和條件:①最短桿為機架-----雙曲柄機構鉸鏈四桿機構類型的判別②最短桿相鄰桿為連架桿----曲柄搖桿機構：③最短桿相對桿為連桿-----雙搖桿機構。鉸鏈四桿機構類型的判別

不滿足桿長之和條件：無論以哪個桿作機架,均為雙搖桿機構。1510152515152525雙搖桿機構雙曲柄機構不滿足桿長之和條件滿足桿長之和條件鉸鏈四桿機構判別實例

◆曲柄存在條件（1）最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其他兩桿長度之和。（2）連架桿和機架中必有一桿是最短桿。4.鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件鉸鏈四桿機構三種基本類型的判別方法

曲柄搖桿機構的條件：連架桿之一為最短桿4.鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件

雙曲柄機構的條件：機架為最短桿4.鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件

雙搖桿機構的條件：連桿為最短桿

當最長桿與最短桿長度之和大于其余兩桿長度之和時，無論取哪一桿件為機架，機構均為雙搖桿機構。4.鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件鉸鏈四桿機構有一個曲柄的條件：(1)最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿長度之和；