§8-3 平面四杆机构的 基本工作特性
本节基本内容 1、曲柄存在的条件 2、铰链四杆机构类型的判断 3、急回运动特性 4、传力特性
AB杆能成为曲柄吗？ 离D最远位置 离D最近位置 AB杆能成为曲柄！ 铰链B可到达 固定铰链A和D连 线上的两个位置 a, b, c, d应满足一定的杆长关系 一、曲柄存在的条件
𝑎 + 𝑑 ≤ 𝑏 + 𝑐 B2C2D中 B1C1D中 𝑏 ≤ (𝑑 − 𝑎) + 𝑐 𝑐 ≤ (𝑑 − 𝑎) + 𝑏 最长杆与最短杆的长度之和小于 或等于其他两杆长度之和 连架杆a是最短杆 AB杆能成为曲柄的条件 （情形1：d > a） 一、曲柄存在的条件 A为整转副——连接构件a为最短杆+杆长条件 AB为曲柄——最短杆为连架杆+杆长条件
𝑎 + 𝑑 ≤ 𝑏 + 𝑐 B2C2D中 B1C1D中 𝑏 ≤ (𝑎 − 𝑑) + 𝑐 𝑐 ≤ (𝑎 − 𝑑) + 𝑏 最长杆与最短杆的长度之和小 于或等于其他两杆长度之和 机架d是最短杆 AB杆能成为曲柄的条件 （情形1：d < a） 一、曲柄存在的条件 A、D为整转副——连接构件d为最短杆+杆长条件 AB为曲柄——最短杆为机架+杆长条件
铰链四杆机构整转副存在条件为： 2）该运动副连接的两构件中必有一构件是四杆中长度最短的构件。（位置条件） 1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（称为杆长条件） 曲柄存在的条件为： 2）连架杆或机架有一构件是四杆中长度最短的构件。（位置条件） 1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（称为杆长条件） 一、曲柄存在的条件
机构中存在整转副 开始 杆长条件？ 最短杆对边为机架 双摇杆机构 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 机构中不存在整转副 最短杆为连架杆 最短杆为机架 不满足 满足 不存在曲柄 存在一个曲柄 存在两个曲柄 二、铰链四杆机构类型的判断
课堂练习 例题1：如图所示，设已知四杆机构各构件的长度为a=240 mm，b = 600mm，c=400 mm，d=500 mm。试问： 1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在?该机构的类型是什么？ 2）若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄 机构和双摇杆机构?如何获得? 3）若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为 机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范 围应为何值?
A B C D 工作空间 例题2：如图所示为平面三自由度（3DOF）机器人，已知lAB = lBC + lCD。试 确定该机器人机构的灵活工作空间。 工作空间（可达空间）： 机器人末端操作器D能到达的空间。 灵活工作空间： 机器人末端操作器D能从各个方向到 达的空间
例题2：如图所示为平面三自由度（3DOF）机器人，已知lAB = lBC + lCD。试 确定该机器人机构的灵活工作空间。 工作空间（可达空间）： 灵活工作空间 机器人末端操作器D能到达的空间。 灵活工作空间： 机器人末端操作器D能从各个方向到 达的空间。 本题的实质是：确定铰链四杆机构ABCD， CD为曲柄时的lAD的范围