平面连杆机构设计任务优化

图2－1－1所示为单缸内燃机中的曲柄连杆机构，假如活塞的行程h＝150mm，导路偏距e＝0，曲柄连杆比（曲柄半径／连杆长度）λ＝r／L＝1／3，试用图解法设计曲柄及连杆的长度。如果导路偏距e＝75mm，行程速比系数K＝1.4，该机构又该如何设计？

图2－1－1　单缸内燃机中的曲柄滑块机构

一、平面连杆机构概述

1.平面连杆机构

平面连杆机构是由若干个构件通过低副连接而成的机构，又称为平面低副机构。

2.平面四杆机构

由四个构件通过低副连接而成的平面连杆机构，则称为平面四杆机构，它是平面连杆机构中最常见的形式，也是组成平面多杆机构的基础。

3.铰链四杆机构

构件之间的连接全部是转动副的四杆机构，称为铰链四杆机构。铰链四杆机构是平面四杆机构的基本形式，其他形式的四杆机构都可看成是在它的基础上通过演化而成的。图2－1－2所示为一铰链四杆机构。固定不动的杆AD为机架；与机架相连的杆1和杆3称为连架杆，其中能做整周回转的连架杆称为曲柄，只能在小于360°的一定范围内摆动的连架杆则称为摇杆；连接两连架杆的杆4称为连杆。

图2－1－2　铰链四杆机构

1，3—连架杆；2—机架；4—连杆

根据图2－1－1所示内燃机中的曲柄滑块机构及其运动简图，分析该机构是否是四杆机构，以及它与一般的平面四杆机构有何异同。(www.xing528.com)

二、平面连杆机构的运动特点

提示：

从运动副连接形式上思考平面连杆机构的运动特性。平面连杆机构属于低副连接，即构件之间是面接触形式。

（一）优点

（1）承载能力大，易润滑，不易磨损，易加工，易获得较高的制造精度；

（2）改变杆的相对长度，从动件运动规律不同；

（3）能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律。

（二）缺点

（1）产生动载荷，不适合高速运动；

（2）构件和运动副多，累积误差大，运动精度低，效率低；

（3）设计复杂，难以实现精确的运动轨迹。