《机械基础课件：第3章 平面连杆机构及其设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械基础课件：第3章 平面连杆机构及其设计（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第3章章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计内 容连杆机构及其传动特点连杆机构及其传动特点平面四杆机构的类型和应用平面四杆机构的类型和应用平面四杆机构的基本知识平面四杆机构的基本知识平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 重 点 平面四杆机构的基本类型及其演化、平面四杆机构的基本知识、平面四杆机构的设计（图解法）。一、特点 全低副（面接触），利于润滑，故磨损小、传载大、寿命长；易加工，精度高，制造成本低等。 不能精确实现复杂的运动规设计计算较复杂，惯性力不易平衡等。二、应用 实现已知运动规律； 实现给定点的运动轨迹。1 1 连杆机构及其传动特点2 平面四杆机构的基本型式及其演化一、平面四
2、杆机构的基本型式二杆,最简单.楔块机构三杆, 不可能.+铰链四杆机构铰链四杆机构二、铰链四杆机构1234ABCD连杆连架杆连架杆机架连杆连架杆曲柄摇杆 (摆杆)整转副 (周转副)摆转副机架曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构铰链四杆机构三、应用实例三、应用实例平行四边形机构平行四边形机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构反平行四边形机构反平行四边形机构双摇杆机构双摇杆机构 各种型式的四杆机构相互之间有无关系？还有含一个移动副的四杆机构 ，型式多样。1.扩大回转副四、四、平面平面四杆机构的演化四杆机构的演化机构演化方法机构演化方法扩大回转副改变更杆件长度用移动副取代回转副变更机架等偏心轮机
3、构偏心轮机构2.改变杆件长度RABCDABCRABCRRABCABR正弦机构正弦机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构3.变换机架曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 双曲柄机构双曲柄机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 双摇杆机构双摇杆机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构导杆机构导杆机构摇块机构摇块机构 定块机构定块机构( (直动滑杆机构直动滑杆机构) )ABCABC AB AC回转导杆机构回转导杆机构 AB AC摆动导杆机构摆动导杆机构 SqR正弦机构正弦机构双转块机构双转块机构正弦机构正弦机构双移块机构双移块机构qS正切机构正切机构1.1.平面四杆机构有曲柄的条件ABCDabcdf设 AB 为曲柄, 且 af 、b+f c
4、、c+f b以 fmax = a + d ， fmin = d - a 代入并整理得：b+c a+d 、 b+d a+c 、 c+d a+b并可得: ab 、 ac 、 aL(其余两杆长度之和其余两杆长度之和)时时 双摇杆机构双摇杆机构曲柄存在的条件：(1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和(2)最短杆是连架杆或机架2.急回运动和行程速比系数（以曲柄摇杆机构为例）（以曲柄摇杆机构为例）从动杆往复运动的平均速度不等的现象称为机构的急回特性急回特性.ABCD 极位夹角极位夹角0 0对应从动杆的两个极限位置, 主动件两相应位置所夹锐角.ABCDabcd C2B2 1 2 B1C1 行程
5、速比系数行程速比系数=V回V工K=V快V慢C1C2 / t工C2C1 / t回=t工t回=（ K 1 ）q= 180 K - 1K + 1= 180 + qw1180 - qw1= 180 + q180 - qK = 180 + q180 - qABCDabcd C2B2 1 2 B1C1 压力角FV从动杆(运动输出件)受力点的力作用线与该点速度方位线所夹锐角. (不考虑摩擦)传动角 = = = = 1800 - - 压力角的余角.(连杆轴线与从动杆轴线所夹锐角)1.压力角和传动角二、二、 传力特性传力特性 传动不利，设计时规定 4050 通常，机构在运动过程中传动角是变化的，最小值在哪？最小
6、传动角最小传动角 minminDdBACabc =0 cos =1 cos min =180 cos = 1 cos max分析分析 min 或或 max 可能最小可能最小 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构, ,当曲柄主动时当曲柄主动时, ,在在曲柄与机架共线曲柄与机架共线的两个位置的两个位置之一之一, ,传动角最小传动角最小. .应用连杆式快速夹具连杆式快速夹具飞机起落架飞机起落架2.2.死点位置死点位置连杆与从动件共线的位置（ =0）为死点位置。4 平面四杆机构的设计一、基本问题 1.实现预定运动规律（函数生成机构的设计）例如：连架杆的对应位置 从动件的急回运动特性 2.实现连杆给定位置（刚体导引
7、机构的设计） 3.实现预定运动轨迹（轨迹生成机构的设计） 方法：解析法、作图法、实验法二、用作图法设计四杆机构设计 确定杆长 根据四杆机构各铰链之间相对运动关系，通过作图确定未知铰链位置。 若为圆点,必能作圆通过它的相关点. 反之也然:若能作圆通过它的相关点,该点即为圆点.圆点 构件上轨迹为圆的点.圆心点 圆点轨迹的中心.相关点 对应构件的不同位置,构件上某个点的相应点.(点位) D1.1.设计一四杆机构设计一四杆机构, ,实现连杆给定位置实现连杆给定位置 已知活动铰点B、C中心位置，求固定铰链A、D中心位置。B1C1B2C2四杆机构四杆机构 ABAB1 1C C1 1D D 为所求为所求.
8、.A 实现连杆给定的三个位置实现连杆给定的三个位置B1C1B2C2B3C3AD四杆机构四杆机构 ABAB1 1C C1 1D D 为所求为所求. .DADAB1C1 DB1C1A B2C2四边形四边形 ABAB2 2C C2 2D D 四边形四边形 ABAB1 1C C1 1DD 已知固定铰链已知固定铰链A A、D D中心位置，求活动铰点中心位置，求活动铰点B B、C C中心位中心位置。置。实现连杆给定位置（续）实现连杆给定位置（续）E1F1E2F2E3F3 CB ADADAD2.2.设计一四杆机构设计一四杆机构, ,实现连架杆预定对应位置实现连架杆预定对应位置ABCD1234B1f10B2f
9、12E1y12E2EAD1 1） 用反转法求相对位置、相用反转法求相对位置、相对运动轨迹对运动轨迹 。B2C2 f fyAB1C1DyyB2AC2B1B2f10f12y12ADy10E1E2B2 试设计铰链四杆机构, 实现连架杆两对对应位置.y12 C1例. 已知: LAB、LAD、f10、f12、y10、y12 . ABCD1234铰链四杆机构 AB1C1D 为所求.以 mL =作图.LBC= mLB1C1 = 、 LCD= mLC1D = . 已知点(B)绕未知点(C)的转动中心(D)反转.B1B2f10f12y12ADy10E1E2E3y13f13B3y12B2 y13B3C1设计铰链四
10、杆机构设计铰链四杆机构, ,实现连架杆三对对应位置实现连架杆三对对应位置. .铰链四杆机构铰链四杆机构 ABAB1 1C C1 1D D 为所求为所求. .B2C23.3.按给定的按给定的 K K 值值, ,综合曲柄摇杆机构综合曲柄摇杆机构1） 给定 K、y、LCDABCDqO2qyq = 180K-1K+1 分析.900 - qB1ADC1AC1=BC- -ABAC2=BC+ +ABAB = AC2-AC12BC = AC2+AC12曲柄摇杆机构 ABCD 为所求. 设计.以 mL =作图.LAB= mLAB = 、 LBC= mLBC = . q = = 1800 =K-1K+1C2DC1y900 - q2qOAEBC2） 给定给定 K、y、LCD 、 .C2DC1yABCC3B3 min 2 2 minA0 分析分析. . 设计设计. .min 须不小于须不小于 .C2DC1y2q A0AC3B3minC1C2S2q4.按给定的 K、S 值,设计曲柄滑块机构SADBCee若给定 K、S、e .AB = AC2-AC12BC = AC2+AC125.实现点的轨迹实验法、图谱法、解析法.平面四杆机构, 最多能精确实现九个给定的轨迹点.孟宪源: 现代机构手册李学荣: 连杆曲线图谱
