第4章连杆机构2

本讲主要内容及学习指南v熟悉 平面四杆机构的特性重点： 行程速比系数、传动角、压力角、死点的概念了解 平面四杆机构常用设计方法难点：最小传动角的确定上讲内容回顾1 铰链四杆机构的基本类型及判别2 铰链四杆机构的演化一 .急回运动:工作行程 : 空回行程 : B2B 1 ( 2) C 2C 1 () 回 1 2 , 而 不变B1B 2 (1) 摇杆 C1C 2 () 去 工作行程时间空回行程时间 曲柄 (主 )匀速转动 (顺 )摇杆 (从 )变速往复摆动极位 : 摇杆极位 C1D、 C2 D 曲柄与连杆共线 缩短非生产时间 , 提高生产率例：牛头刨床、往复式输送机4.5 铰链四杆机构的主要特性其 运动特性 行程速比系数 K 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 急回特性二 . 死点位置从动件与连杆共线 卡死当摇杆为主动件 , 而曲柄 AB与连杆 BC共线时 (摇杆 CD处于极位 ) CD( 主 )通过连杆加于曲柄的驱动力 F正好通过曲柄的转动中心 A 不能产生使曲柄转动的力矩。死点位置：从动件 （曲柄）与连杆共线F死点 机构运动卡死 机构运动不确定避免措施 加 飞轮靠自身惯性存在死点条件 ： 曲柄摇杆机构 摇杆主动 死点利用死点 钻床的快速夹具三、压力角和传动角1.压力角 2.传动角 ： BC是二力杆 ,驱动力 F 沿 BC方向 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 。压力角的余角 = 90 有效分力 Ft=Fcos 省力传动角 Ft=Fsin 压力角 VC CDFVCABCD分析FnFtC e曲柄滑块机构的压力角 、 传动角 VCF压力角 （ ）： 从动件所受的力与受力作用点速度方向与所 夹的锐角。传动角 ： =90 压力角越小 (即传动角越大 )，有用的分力越大。所以传动角是衡量机构受力大小的一个重要参数。对于一般机械，通常 40 传力较大的机械 50 （ 破碎机、冲床）传力较小的机械 40 （ 控制机构、仪表）如何找出机构 min所在位置？死点 ： = 90 机构 min所在位置曲柄与机架共线4-6 平面四杆机构的设计根据给定的运动条件 机构的尺寸参数二 .按照给定的行程速比系数设计四杆机构 (图解法 )一 .按给定连杆位置设计四杆机构 (图解法 )三 .按给定两连架杆对应位置设计四杆机构 (解析法 )四 .按给定点的运动轨迹设计四杆机构 (实验法 )位置设计 实现 从动件预期的运动规律 (位置 ,速度 ,加速度 )轨迹设计 实现给 定点的运动轨迹方法：解析法 精确图解法 直观实验法 简便 DB1 C1 B2C2无穷多个解 A ABCD一 .按给定连杆位置设计四杆机构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分析(1)连接 B1B2,C1C2并作其垂直平分线 b12,c12(2)在 b12线上任取一点 A, 在 c12.任取一点 D解 :b12 c12连杆给定的三个位置铰点已给定B1C1B2C2B3C3ADABCD步骤 ：1.连接 B1B2 ,B2B3 C1C2,C2C32.作各 连线中垂线3.B1B2, B2B3中垂线之交点即为点 A4.C1C2,C2C3中垂线之交点即为点 D5.连接 AB1C1D即为所求2.已知 :连杆 BC长 l2及连杆三个位置 B1C1,B2C2,B3C3唯一解二 .按照给定的行程速比系数设计四杆机构 :1.曲柄摇杆机构:2.导杆机构(1)可求出极位夹角 分析 :(2) C1AC2= 如果三点位于同一圆上 ,是 C1C2弧上的圆周角 如何作此圆 作 C1C2的垂直平分线作 C2C1P=90 O已知 : 摇杆长度l3, 行程速比系数 K, 摆角 -.06C2A DB1B2C1P另解 :(1)任选 D点 ,作摇杆两极位 C1D和 C2DOAB1B2C2DC1(2)过 C1作 C1C2垂线 C1M(3)过 C1、 C2、P 作圆(4)AC1=l2 l1,AC2=l2+l1l1=1/2(AC2 AC1) 无数解以 l1为半径作圆 ,交 B1,B2点 曲柄两位置 MN在圆上任选一点 AC1M与 C2N交于 P点作 C1C2N=90 ,P2.导杆机构 : 已知 :机架长 l4 , K解 :(1)任选固定铰链中心 C作导杆两极位 Cm和 Cn = (2)作摆角 的平分线 AC,取 AC=l4固定铰中心 A(3)过 A作导杆极位垂线AB1(AB2) l1=AB1 唯一解 CmnAB1B2已知：两连架杆 AB和 CD的三组对应位置112233求：各杆长度三 按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构分析首先建立直角坐标系，列出杆长与两连架杆转角之间的函数关系，通过求解方程组确定各杆的相对长度整理得l1+l2=l3+l4l1cos+l2cos =l3cos +l4l1sin +l2sin =l3sin cos =P0cos +P1cos( - ) +P2P0= l3/l1 P1= -l3/l4 P2= 其中22 l4 + l3 + l1 - l22 l4 l12 2cos 1 =P0cos 1 +P1cos( 1- 1) +P2cos 2=P0cos 2 +P1cos(2 2) +P2cos 3=P0cos 3 +P1cos(3 3) +P2将杆 矢量向坐标轴 x和 y投影求出 P0、 P1、 P2 l1、 l2、 l3 、 l4步进式传送机构连杆曲线图谱描绘连杆曲线工具四 .按 给定点的运动