连杆机构的设计方法有哪些,各有什么特点

机构运动设计是根据机械的设计任务和要求，拟定机械中各机构的方案，利用机械原理课程的理论知识，对该机构方案进行结构分析、运动分析和动力分析，从而设计出满足使用要求、经济可靠、运动性能和动力性能优异的机构。

平面连杆机构运动设计：

(一)基本问题

平面连杆机构运动设计的任务是：在运动方案设计(即型综合)的基础上，根据机构所要完成的功能运动所提出的设计条件(运动条件、几何条件和传力条件等)确定机构的运动学尺寸(一般又称尺度综合)，画出机构运动简图。这里所说的运动学尺寸包括各运动副之间的相对位置尺寸(或角度)以及描绘连杆上某点(该点实现给定运动轨迹)的位置参数等。

在进行平面连杆机构的运动设计时，除了要考虑上述各种功能运动要求外，往往还有一些其他要求，如：

(1)要求某连架杆为曲柄；

(2)要求机构运动具有连续性；

(3)要求最小传动角在许用传动角范围内，即要求rmin>[r]，以保证机构有良好的传力条件；

(4)特殊的运动性能要求。如要求机构输出件有急回特性；要求二连架杆角速度和角加速度满足给定条件等。

根据以上分析，可将平面连杆机构运动设计的问题概括成下述基本问题：

(1)实现已知运动规律问题，如前述实现刚体导引及函数生成功能的问题，要求机构输出件有急回特性等问题，其实质均是要求实现已知运动规律问题。

(2)实现已知轨迹问题：要求机构中作复杂运动的构件上的某一点准确地或近似地沿给定轨迹运动。前述实现轨迹生成功能的问题即属此类问题。

(二)设计方法

(1)实验法

用作图试凑或利用图谱、表格及模型实验等来求得机构运动学参数。此种方法直观简单，但精度较低，适用于精度要求不高的设计或参数预选。

(2)几何法

根据几何学原理，用几何作图法求解运动学参数的方法。该法直观、易懂，求解速度一般较快，但精度不高。适于简单问题或对精度要求不高的问题求解。

(3)解析法

这种方法是以机构参数来表达各构件间的函数关系，以便按给定条件求解未知数。此法求解精度高，能解决较复杂的问题。随着电子计算机的广泛应用，这种方法正在得到逐步推广。

曲柄连杆机构是发动机的传递运动和动力的机构，通过它把活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。因此，曲柄连杆机构是发动机中主要的受力部件，其工作可靠性就决定了发动机工作的可靠性。随着发动机强化指标的不断提高，机构的工作条件更加复杂。在多种周期性变化载荷的作用下，如何在设计过程中保证机构具有足够的疲劳强度和刚度及良好的动静态力学特性成为曲柄连杆机构设计的关键性问题。在传统的设计模式中，为了满足设计的需要须进行大量的数值计算，同时为了满足产品的使用性能，须进行强度、刚度、稳定性及可靠性等方面的设计和校核计算，同时要满足校核计算，还需要对曲柄连杆机构进行动力学分析。

因A和B工作台的条件不详，假设A台高于B台。沿平行于A台、B台设一根杆C（略高于`台面）C杆上设一杆垂直于C的杆D，D在C上滑动（相对无转动）。D杆推动工件下面从A到B台工件倾翻，D继续前行使工件翻转180°。

如果工件倾翻后推不到工件，可用另一套杆机构使C杆旋转一个角度，即可接触工件达到翻转180移动的目的。

平面连杆的定义

平面连杆是由若干构件用低副（转动副、移动副）连接组成的平面，又称平面低副。平面连杆中构件的运动形式多样，可以实现给定运动规律或运动轨迹；低以圆柱面或平面相接触，承载能力高，耐磨损，制造简便，易于获得较高的制造精度。因此，平面连杆在各种机械、仪器中获得了广泛的应用。

2.平面连杆的优缺点

优点

(1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传递动力大

(2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低

(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制

（4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹

缺点

(1)低副中存在间隙，精度低

(2)不容易实现精确复杂的运动规律

(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制

（4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹

利用连杆可实现多种运动轨迹的要求；可实现多种运动形式之间的变换。平面连杆机构广泛应用于各种机械、仪表和各种机电产品中。

在进行平面连杆机构运动设计时，兼顾一些运动特性和传力特性等方面的要求，如整转副要求、压力角或传动角要求、机构占据空间位置要求等。另外，设计结果还应满足运动连续性要求，即当主动件连续运动时，从动件也能连续地占据预定的各个位置，而不能出现错位或错序等现象。

扩展资料

平面连杆机构的运动设计一般可归纳为以下三类基本问题：

1) 实现构件给定位置（亦称刚体导引），即要求连杆机构能引导某构件按规定顺序精确或近似地经过给定的若干位置。

2) 实现已知运动规律（亦称函数生成），即要求主、从动件满足已知的若干组对应位置关系，包括满足一定的急回特性要求，或者在主动件运动规律一定时，从动件能精确或近似地按给定规律运动。

3) 实现已知运动轨迹（亦称轨迹生成），即要求连杆机构中作平面运动的构件上某一点精确或近似地沿着给定的轨迹运动。

平面连杆机构运动设计的方法主要是几何法和解析法，此外还有图谱法和模型实验法。几何法是利用机构运动过程中各运动副位置之间的几何关系，通过作图获得有关运动尺寸，所以几何法直观形象，几何关系清晰，对于一些简单设计问题的处理是有效而快捷的，但由于作图误差的存在，所以设计精度较低。

平面四杆机构的类型及应用

连杆机构的特点：优点：运动副单位面积所受的压力小且面接触受力小，便于润滑，磨损小；制造方便。缺点：设计复杂误差大。工作效率低。

平面四杆机构的基本类型——铰链四杆机构