《第2章平面连杆机构及其设计 ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章平面连杆机构及其设计 ppt课件（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、jxsj,第二章 平面连杆机构及其设计,2-1 平面连杆机构及其特点 2-2 平面四杆机构的类型和应用 2-3 平面连杆机构的特性 2-4 平面四杆机构的设计 小 结,目录,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,2 . 1 平面连杆机构及其特点,章头,运动副全为平面低副的机构称为平面连杆机构 一、特点: 面接触: 利于润滑，磨损小,故承载能力大,寿命长； 几何形状简单,便于加工，成本低。 但只能近似实现给定的运动规律,且设计较复杂。,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,平面四杆机构,jxsj,连杆,连架杆,连架杆,机架,连杆,连架杆,曲 柄,摇 杆,整转副,摆转副,机架,由四个
2、构件组成，运动副全为平面低副的机构,组成:,2 . 2 平面四杆机构的类型和应用,2.2.1 平面四杆机构的基本型式,铰链四杆机构, 由四个构件组成，运动副全为转动副的机构,铰链四杆机构,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,双摇杆机构,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,连架杆: 曲柄(一般原动件) 匀速转动 摇杆(一般从动件) 变速往复摆动,1.曲柄摇杆机构,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,节头,改变运动形式,jxsj,连架杆均为曲柄,例: 惯性筛中的铰链四杆机构从动曲柄3变速转动 使筛子6产生加速度 使不同材料因惯性不同而筛分,2 . 双曲柄机构,主动曲柄: 匀速转动 从
3、动曲柄: 变速转动,节头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,改变运动规律,jxsj,平行四边形机构,节头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,连架杆均为摇杆,例: 鹤式起重机的变速机构: CD(杆3)为原动件, 悬挂重 物的E 点在连杆上保持E点运动轨迹在近似水平线上。 （平移货物平稳、减小能量消耗）,3.双摇杆机构,节头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,实现预期运动轨迹,jxsj,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,4.应用实例,双摇杆机构,节头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,正平行四边形机构,反平行四边形机构,节头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设
4、计,jxsj,节头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,机构演化方法,转动副转化为移动副 变更机架 改变转动副的尺寸,1.转动副转化成移动副,摇杆3的运动轨迹为圆弧(半径l3) 将l3无穷大,滑块C(直线)曲柄滑块机构,2.2.2 平面四杆机构的演化,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,偏置曲柄滑块机构,对心曲柄滑块机构,双滑块机构的演化,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,(曲柄很短时偏心轮机构)偏心距=曲柄长,铰链四杆、曲柄滑块机构(扩大回转副) 偏心轮机构,2.改变转动副的尺寸,偏心轮机构,回转副B (半径) 曲柄长AB,曲柄,A,B
5、,C,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,3.曲柄滑块机构的演化,改变曲柄滑块机构中的机架 导杆机构,当 机架曲柄 机架曲柄,转动导杆机构,摆动导杆机构,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,摇块机构,滑块摆动,滑块固定,滑块平面运动,滑块移动,曲柄滑块机构,曲柄滑块机构,导杆机构,摇块机构,定块机构,导杆机构,定块机构,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,摇块机构,定块机构,设计：潘存云,应用实例,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,章头,机械原理 第二章 平
6、面连杆机构及其设计,jxsj,a,b,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,2.3.1平面四杆机构几何特性,A,D,B,B,B,C,C,C,两两相加得：,当杆1处于AB位置 ACD,l1l2l3l4,l1l4l2l3 l1l3l2l4,当杆1处于AB位置 ACD,(曲柄l1,连杆l2,摇杆l3,机架l4),L1最短,分析:,2.3 平面连杆机构的特性,当AB能摆至与连杆共线的极位AB及AB时 能顺利通过A为整转副。,l1l2 l1l3 l1l4,最短杆长+最长杆长 其它杆长和,1.曲柄存在条件:,(l2l1) l3 l4 (l2l1) l4 l3,章头,机械原理 第二章 平面
7、连杆机构及其设计,jxsj,1）成为整转副的条件：,2)结论:,(1)最短与最长杆之和小于或等于 其它两杆之和（杆长和条件） (2)整转副所连接的两构件中必有一为最短杆（最短杆条件）,在满足条件(1)基础上 (1)取最短杆为机架 (2)取最短杆邻边为机架 (3)取最短杆对边为机架,双曲柄机构,曲柄摇杆机构,双摇杆机构,特例：当四杆机构中对面两杆的长度两两 相等时，则不论取哪个构件为机架， 都是双曲柄机构。,若不满足条件(1)，则不论取哪个构件为机架，都是双摇杆机构,2.3.1平面四杆机构几何特性,2.3 平面连杆机构的特性,1.曲柄存在条件:,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jx
8、sj,设：AB70, BC90, CD110, AD40,ADCD40110150ABBC160,当：AD为机架 AB或DC为机架 BC为机架,双曲柄机构,曲柄摇杆机构,双摇杆机构,3）实例分析:,1）成为整转副的条件：,2)结论:,2.3.1平面四杆机构几何特性,2.3 平面连杆机构的特性,1.曲柄存在条件:,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,图示铰链机构中，已知：LBC=50，LCD=35，LAD=30，AD为机架，并且： 1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求LAB的最大值； 2) 若此机构为双曲柄机构，求LAB的范围； 3) 若此机构为双摇杆机构，求LAB的
9、范围。,解:1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，,LAD+ LBC LCD+LAB,LAB+ 50 35+30,LAB 15,2)若此机构为双曲柄机构，求LAB的范围；,AD应为最短杆:,LAD+ LAB LCD+LBC,LAB+ LBC LCD+LAD,解得LAB 55,解得:LAB 45,AB非最长( 50):,AB最长(50):, 50 LAB 45 55 LAB 50,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,3) 若此机构为双摇杆机构，求LAB的范围。,若此机构为双摇杆机构,只有不满足曲柄存在条件,LAD+ LBC LCD+LAB,LAB + LBC LCD+ L
10、AD,LAB + LAD LCD+ LBC,LAB最短,LAB最长,LAB非最短亦非最长,解得: 30 LAB 15,作业2-1 p.35,已知：LBC=50，LCD=35，LAD=30，AD为机架，,LAB 15,45 LAB,LAB 55,115 LAB 55,45 LAB 30,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,2.连杆曲线,2.3.1平面四杆机构几何特性,2.3 平面连杆机构的特性,1.曲柄存在条件:,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,工作行程: 空回行程:,B2B1 (2) C2C1 (),B1B2 (1) 摇杆C1C2 (), 工作行程时
11、间空回行程时间,曲柄(主)匀速转动(顺) 摇杆(从)变速往复摆动,极位:,曲柄与连杆共线(B1、 B2)摇杆极位C1、C2, 缩短非生产时间, 提高生产率,例：牛头刨床、 往复式输送机,2.3.2 平面四杆机构的急回运动特性, 1 2 , 而不变,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,2.3 平面连杆机构的特性,jxsj,其急回特性用行程速度变化系数K表示,极位夹角(摇杆处于两极位时，对应曲柄所夹锐角),K 急回运动性质,曲柄摇杆机构曲柄主动 急回,滑块四杆机构的急回,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,2.3.2 平面四杆机构的急回运动特性,2.3 平面连杆机构的特性,jx
12、sj,(衡量机构传动性能好坏的重要参数),压力角,传动角,：F方向 沿BC,作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度VC之间所夹的锐角。,连杆与从动杆所夹锐角, ,VC方向 CD,分析,1、压力角和传动角,有效力 Ft=Fcos,传动角 = 90 (的余角), Ft ,通常： min 40,传力性能 ,传力性能 ,2.3.3 平面四杆机构的传动特性,在变化,min如何确定?,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,2.3 平面连杆机构的特性,jxsj,机构从动件出现卡死或运动不确定现象的位置,存在死点条件：,有极限位置（从动件与连杆共线）,通过死点措施:,摇杆（滑块）为主动,自身惯性
13、 加外力 机构错列,2、死点,1、压力角和传动角,2.3.3 平面四杆机构的传动特性,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,2.3 平面连杆机构的特性,jxsj,连杆式快速夹具,飞机起落架,设计：潘存云,设计：潘存云,利用死点,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,2 . 4 平面四杆机构的设计,连杆机构设计的基本问题,机构选型根据给定的运动要求选择机构的类型；,尺度综合确定各构件的尺度参数(长度尺寸)。,辅助条件：,a)结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、 运动副结构合理等）;,b)动力条件（如min）;,c)运动连续性条件等。,1.按给定的行程速度变化系数设计四杆
14、机构,2.按给定连杆的位置设计铰链四杆机构,3.按给定两连架杆预定的位置设计四杆机构,4.按给定连杆的运动轨迹设计四杆机构,2.4.1 用图解法设计平面四杆机构,常用方法:,图解法、解析法、实验法,章头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,1） 给定 K、y、LCD 设计曲柄摇杆机构,q,2q, 分析.,900 - q,节头,1.按给定的行程速度变化系数设计四杆机构,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,900 - q,2q,A,B,C,AC1=BC-AB,AC2=BC+AB,曲柄摇杆机构 ABCD 为所求.,设计:,B1,B2,无数解,1） 给定 K、y、LCD设计
15、曲柄摇杆机构, 分析:,1.按给定的行程速度变化系数设计四杆机构,曲柄摇杆机构,E,节头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,已知:K，滑块行程H，偏距e， 设计此机构 。,计算: 180(K-1)/(K+1);,作图,l1 =EC2/ 2,l2 = A C2EC2/ 2,2) 曲柄滑块机构,1） 给定 K、y、LCD设计曲柄摇杆机构,1.按给定的行程速度变化系数设计四杆机构,曲柄摇杆机构,节头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj, D,B1,C1,B2,C2,A ,1）已知:连杆BC长L2 及连杆两个位置B1C1,B2C2,固定铰A必在B1B2垂直平分线上 同定铰D必在C1C2.,设计:,无穷解,2.按给定连杆位置设计铰链四杆机,分析:,1.按给定的行程速度变化系数设计四杆机构,曲柄摇杆机构,节头,机械原理 第二章 平面连杆机构及其设计,jxsj,B1,C1,B2,C2,B3,C3,A,D,唯一解,2）按给定连杆三个位置 B1C1,B2C2,B3C3,2.按给定连杆位置设计铰链四杆机,1.按给定的行程速
