《连杆机构ysz》PPT课件.pptVIP

第二章 连杆机构,概述 平面四杆机构的基本型式及演化 平面四杆机构的工作特性 平面连杆机构的运动分析 平面连杆机构的设计,2.1概述,平面连杆机构的特点 1.优点: 杆状构件,可以传递较远距离的动作 低副,可以承受很大的载荷 曲线形式的多样性 运动形式的多样性 2.缺点:产生惯性力;设计较困难 研究的问题: 运动分析 运动设计,2.2 平面四杆机构的基本型式 及演化,1.平面四杆机构的基本型式:铰链四杆机构 2.平面四杆机构的演化方式: 取不同构件为机架:运动的可逆性 曲柄摇杆机构; 双曲柄机构; 双摇杆机构 含有一个移动副的四杆机构(转动副转化为移动副) 曲柄滑块机构; 曲柄摇块机构; 摆动导杆机构等 含有两个移动副的四杆机构: 正切机构;正弦机构,2.3平面四杆机构的工作特性,运动特性 1.曲柄存在条件 2.急回特性 3.运动连续性 动力特性 1.压力角、传动角 2.死点,曲柄存在条件,一、运动特性,1、铰链四杆机构中曲柄存在条件 连架杆和机架中必有一杆是最短杆 最短杆和最长杆之和小于或等于其它两杆之和 推论: 以最短杆为机架,该机构是双曲柄机构; 以最短杆的两个邻边为机架, 得到两个不同曲柄摇杆机构; 以最短杆的对边为机架,该机构是双曲柄机构。 如果最短杆和最长杆之和大于其它两杆之和，则为双摇杆机构。,一、运动特性,2、急回特性 连杆机构中，主动件等速回转,从动件的工作行程速度慢，而回程速度快，称急回特性。通常用行程速比系数K表示。 K=Vm回/Vm工作=1,一、运动特性,2、急回特性 K=Vm回/Vm工作=1 K=（180+q）/（180-q） 极位：从动件所能达到的极限位置。 极位夹角：从动件在两个极限位置时，主 动件两位置所夹之锐角，用q 表示。,一、运动特性,2、急回特性 急回特性是表征从动件特性的。 若q 0，即K0 从动件具有急回特性，此机构具有急回特性。 分析机构的急回特性时要注意原动件的运动方向。,急回特性,一、运动特性,3、运动的连续性 机构只能在其可行域内运动,不能从一个可行域跳入另一个可行域.,二、动力特性,1、压力角a、传动角g 压力角a:在不计摩擦的情况下,从动件受力方向与力作用点速度方向所夹的锐角。 传动角g:压力角之余角。衡量机构的传动质量。 传动角g越大，对机构工作越有利。 设计时，应使g gmin 铰链四杆机构中，曲柄与机架拉直共线和重叠共线的两位置处出现的传动角中，必有一出为最小传动角,二、动力特性,2、死点 从动件在传动角为零的位置为机构的死点. 在分析死点位置时,要首先搞清楚哪个是主动件. 死点是机构在运动过程中所处的特殊位置,它与自由度为0不同,与机构的自锁也不同.,二、动力特性,2、死点 死点的避免 机构错位排列 加飞轮,利用惯性通过死点 死点的利用 飞机起落架 夹具,2.4平面连杆机构的运动分析,一、 速度瞬心及其应用 1.速度瞬心的概念; 2.速度瞬心数目; 3.速度瞬心的位置;(直接构成运动副,间接构成运动副:三心定理) 4.应用 二、杆组法及其应用,一、 速度瞬心及其应用,1.速度瞬心的概念：两个刚体上相对速度为零的重合点。 如果两刚体之一是静止的，其瞬心为绝对速度瞬心。 如果两刚体都是运动的，其瞬心为相对速度瞬心。 2.速度瞬心数目： 如果一个机构由k个构件所组成，则它的瞬心总数为：N=k(k-1)/2,一、 速度瞬心及其应用,3.速度瞬心的位置: 直接构成运动副 间接构成运动副: 三心定理:作平面运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于同一直线上。,两构件通过转动副直接相连,两构件通过移动副直接相连,两构件通过高副直接相连,一、 速度瞬心及其应用,小结： 常用在构件较少的机构中，不适用多杆机构 找瞬心时可根据实际情况找所用的瞬心 只适用于速度分析，不适用加速度分析 只适用一个或几个位置的求解，不适于多位置或一个周期内的速度、加速度分析,二、杆组法及其应用,掌握杆组法原理, 求解思路和求解过程 基本思路：将平面连杆机构分解成作为原动件的单杆构件和几个基本杆组。单杆构件和基本杆组已有编好的子程序。在用计算机对机构进行运动分析时，可直接调用子程序，而使主程序的编写大为简化。,2.5 平面连杆机构的设计,一、图解法 已知连杆位置，设计连杆机构 已知连架杆位置，设计连杆机构 已知连杆机构的急回系数，设计连杆机构 二、解析法 已知连架杆位置，设计连杆机构 已知连杆上某点的轨迹，设计连杆机构 三、实验法 四、最优化方法,一、图解法,1、已知连杆位置，设计连杆机构 相当于已知圆弧上的几点,求其圆心位置,一、图解法,2、已知连架杆位置，设计连杆机构 用刚化反转法,将此问题转化为前一问题。 刚化反转法原理,一、图解法,3、已知曲柄摇杆机构的急回系数K，摇杆的长度及摆角，设计连杆机构 已知曲柄滑块机构的急回系数K，滑块的行程H，设计连杆机构,二、解析法,掌握求解思路和求解过程 给定不同设计初始条件, 设计的机构分别能实现的精确位置数目.,三、实验法,了解其操作过程和特点,四、最优化方法-附加介绍,机械的最优化设计：根据机构分析及设计理论，采用数学上的最优化方法，借助电子计算机进行计算，使所设计的机构最优地满足预定的各项设计要求，从而得到优化的设计方案。,四、最优化方法,优化设计的步骤： 1）根据机构设计的任务和要求，将所研究的问题用数学方程式描述出来，即建立供优化设计用的数学模型，它包括设计要求，附