(3.3)--3.3机械设计基础课件.ppt

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1、3.33.3平面四杆机构的曲平面四杆机构的曲柄存在的条件柄存在的条件3.33.3平面四杆机构的曲柄存在的条件平面四杆机构的曲柄存在的条件1 1、铰链四杆机构中、铰链四杆机构中曲柄存在的条件曲柄存在的条件3.33.3平面四杆机构的曲柄存在的条件平面四杆机构的曲柄存在的条件l l1 1l l2 2l l4 4l l3 3CBAD若杆若杆ABAB为曲柄，作整周回转，必有为曲柄，作整周回转，必有两次两次与机架共线与机架共线l l2 2(l l4 4 l l1 1)+)+l l3 3则由则由BCDBCD可得：可得：三角形任意两边之和大于第三边三角形任意两边之和大于第三边则由则由B”C”DB”C”D可得：

2、可得：l l1 1+l l4 4l l2 2+l l3 3l l3 3(l l4 4 l l1 1)+)+l l2 2l l1 1即即ABAB为最短杆为最短杆最长杆与最短杆的最长杆与最短杆的长度之和长度之和其他两其他两杆长度之和杆长度之和ll1 1+l l2 2l l3 3+l l4 4C”l l1 1l l2 2l l4 4l l3 3ADl l4 4-l-l1 1将以上三式两两相加，得：将以上三式两两相加，得：l l1 1l l2 2,l l1 1l l3 3,l l1 1l l4 4 ll1 1+l l3 3l l2 2+l l4 4AADDCCBB3.33.3平面四杆机构的曲柄存在的条

3、件平面四杆机构的曲柄存在的条件可知：当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的转动副都是整转副。可知：当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的转动副都是整转副。此时，铰链此时，铰链AA为整转副。为整转副。若取若取BCBC为机架，则结论相同，可知铰链为机架，则结论相同，可知铰链BB也是整转副。也是整转副。AABBCCDDl l1 1l l2 2l l3 3l l4 4整转副整转副的概念：相对转动的概念：相对转动360360度的转动副。度的转动副。3.33.3平面四杆机构的曲柄存在的条件平面四杆机构的曲柄存在的条件1.1.整转副存在的条件（长度条件）：整转副存在的条件（长度条件）：最短构件与最长构件的长度之

4、和最短构件与最长构件的长度之和小于等于小于等于其它两其它两构件长度之和，即构件长度之和，即L Lmaxmax+L+LminminL+LL+L。反之无整转副。反之无整转副。2.2.曲柄存在的条件：曲柄存在的条件：（1 1）最短构件与最长构件的长度之和）最短构件与最长构件的长度之和小于等于小于等于其它两构件长其它两构件长度之和；（杆长和的条件）度之和；（杆长和的条件）（2 2）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。整转副是曲柄存在的必要条件。整转副是曲柄存在的必要条件。3.33.3平面四杆机构的曲柄存在的条件平面四杆机构的曲柄存在的条件（2 2）若不满足杆长和条件，该机

5、构只能是双摇杆机构。）若不满足杆长和条件，该机构只能是双摇杆机构。注意：注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：最长杆的杆长最长杆的杆长 其余三杆长度之和。其余三杆长度之和。（1 1）在满足杆长和的条件下：）在满足杆长和的条件下：以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为摇杆，以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为摇杆，即该机构为即该机构为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构；以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为双曲柄机构该机构为双曲柄机构；以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存

6、在，即该机构以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存在，即该机构为双摇杆机构为双摇杆机构。3.3.3.3.铰链四杆机构基本类型的判别方法：铰链四杆机构基本类型的判别方法：铰链四杆机构基本类型的判别方法：铰链四杆机构基本类型的判别方法：3.33.3平面四杆机构的曲柄存在的条件平面四杆机构的曲柄存在的条件想一想：想一想：下列机构是何机构？下列机构是何机构？3.33.3平面四杆机构的曲柄存在的条件平面四杆机构的曲柄存在的条件例例1 1在图中已知在图中已知 l lBCBC=100mm,=100mm,l lCDCD=70mm,=70mm,l lADAD=50mm,AD=50mm,AD为固定件。为固定件。（1

7、 1）如果该机构能成为）如果该机构能成为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构，且，且ABAB为曲柄，求为曲柄，求l lABAB的值；的值；（2 2）如果该机构能成为）如果该机构能成为双曲柄机构双曲柄机构，求，求l lABAB；（3 3）如果该机构能成为）如果该机构能成为双摇杆机构双摇杆机构，求，求l lABAB。3.33.3平面四杆机构的曲柄存在的条件平面四杆机构的曲柄存在的条件解：（解：（1 1）如果能成为曲柄摇杆机构，）如果能成为曲柄摇杆机构，l lABAB20mm20mm（2 2）如果能成为双曲柄机构，则应满足）如果能成为双曲柄机构，则应满足“最长杆与最短杆长最长杆与最短杆长度之和小于或等于其它两杆

8、长度之和，且杆度之和小于或等于其它两杆长度之和，且杆ADAD为最短杆为最短杆”。则。则 a.a.若若BCBC为最长杆，为最长杆，80mm80mml lABAB100mm100mm b.b.若若ABAB为最长杆，为最长杆，100mm100mml lABAB120mm120mm 综合：综合：80mm80mml lABAB120mm120mm（3 3）a.a.ABAB为最短杆，为最短杆，BCBC为最长杆为最长杆20mm20mml lABAB50mm50mm b.b.ADAD为最短杆，为最短杆，BCBC为最长杆，则为最长杆，则 50mm50mml lABAB80mm100100时，时，ABAB为最长杆

9、，为最长杆，ADAD为最短为最短l lABAB120mm120mm 另外，另外，ABAB增大时，还应考虑到，增大时，还应考虑到，BCBC与与CDCD成伸直共线时，成伸直共线时，需构成三角形的边长关系，即：需构成三角形的边长关系，即：l lABAB(l(lBCBC+l+lCDCD)+l)+lADADllABAB220mm220mm 则则 120mml120mmlABAB220mm220mm 综合以上情况，可得综合以上情况，可得l lABAB的取值范围为：的取值范围为：20mml20mmlABAB80mm80mm120mml120mmlABAB220mm220mm3.33.3平面四杆机构的曲柄存在

10、的条件平面四杆机构的曲柄存在的条件例：已知在四杆机构中，机架长40mm，两连架杆长度分别为18mm和45mm，则当连杆的长度在什么范围内，该机构为曲柄摇杆机构？分析分析：（：（1 1）连杆的长度不可能是最短杆，否则的话为双摇杆机构；连杆的长度不可能是最短杆，否则的话为双摇杆机构；（2 2）根据分析确定）根据分析确定18mm18mm为最短杆；为最短杆；解：设连杆的长度为解：设连杆的长度为XXmmmm（属于（属于“a+dc+b”a+dc+b”的形式）的形式）（3 3）说明连杆要么是最长杆，要么）说明连杆要么是最长杆，要么45mm45mm的杆为最长杆；的杆为最长杆；当当mmmm为最长杆时：即为最长杆

11、时：即18+18+XX40+4540+45XX6767当当45mm45mm为最长杆时：即为最长杆时：即18+4540+18+4540+XXXX23当当2323XX6767时，该机构为曲柄摇杆机构时，该机构为曲柄摇杆机构3.33.3平面四杆机构的曲柄存在的条件平面四杆机构的曲柄存在的条件四杆机构的认知案例如图所示缝纫机踏板机构，已知AB=4cm、AD=11cm、BC=16cm，若BC为机构的最长构件，请问缝纫机踏板机构中各构件应满足什么条件，缝纫机踏板机构才能为曲柄摇杆机构？小结小结1.铰链四杆机构存在曲柄的条件机构中相邻构件能否相对转整周，由各构件长度间的关系决定。（1）长度和条件：机构中最短构件与最长构件长度之和小于或等于其余两构件长度之和，即（2）最短构件条件：连架杆与机架中必有一杆为最短构件。小结小结2.铰链四杆机构基本类型的判别方法（1）满足长度和条件，即1）若以最短构件相邻边为机架时，机构为曲柄摇杆机构；2）若以最短构件为机架，则机构为双曲柄机构；3）若以最短构件对边为机架，则机构为双摇杆机构。感感 谢谢 聆聆 听！听！