平面连杆机构及其设计(5).ppt

2-6 平面连杆机构的设计,一、连杆机构设计的基本问题,根据给定的运动要求选定机构的型式（型综合）；,根据机构所要完成的功能运动而提出的设计条件 （运动条件、几何条件和传力条件等），确定机构 各构件的尺度参数（尺度综合）；,画出机构运动简图。,连杆机构设计的基本问题：,4）特殊的运动要求，如要求机构输出件有急回特性；,5）足够的运动空间等。,为了使机构设计得合理、可靠，设计中应满足的,一、连杆机构设计的基本问题,1）要求某连架杆为曲柄；,2）要求机构的运动具有连续性；,3）要求最小传动角在许用传动角范围内，即,附加条件：,2-6 平面连杆机构的设计,根据机械的用途和性能要求等的不同，对连杆 机构设计的要求是多种多样的，但这些设计要求， 一般可归纳为以下两类问题：,设计方法,实验法；,几何法（作图法）；,解析法,2-6 平面连杆机构的设计,1)按照给定从动件的位置设计四杆机构， 称为位置设计。,2)按照给定点的运动轨迹设计四杆机构， 称为轨迹设计。,已知条件,连杆的长度和活动铰链B、C,连杆给定的位置二个或三个位置,求解内容,确定两固定铰链、的位置,求解其余三杆（L、L、L）的长度,二、用作图法设计四杆机构,1、按连杆预定的位置设计四杆机构(已知活动铰链，求固定铰链。 即求活动铰链轨迹圆的圆心）。垂直平分线法,2-6 平面连杆机构的设计,该机构设计的主要问题是确定两固定铰链A和D点的位置。 由于B、C两点的运动轨迹是圆，该圆的中心就是固定铰链 的位置，因此A、D的位置应分别位于B1B2和C1C2的垂直平 分线b12和c12上,分析：,2-6 平面连杆机构的设计,二、用作图法设计四杆机构,步骤：,注：若给定连杆三 个位置，有唯一的 解，若给定两个位 置有无穷多个解。,（2）分别作B1B2、B2B3的垂直平分线，其交点即为固定铰链点A。,（3）同理作出D点；,（4）连接A、B、C、D即为所求。,（1）选比例尺，作出连杆的已知位置；,二、用作图法设计四杆机构,2-6 平面连杆机构的设计,例 设计铸造车间造型机的翻转机构,C2,2、按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构 (已知固定铰链 和某一活动铰链，求另一活动铰链）。刚化转动法,二、用作图法设计四杆机构,2-6 平面连杆机构的设计,随便取定两个活动饺链中心行吗？,机构倒置,根据机构倒置的理论，我们能否把按连架杆预定的对应位置设计四杆机构的问题转化为按连杆预定的位置设计四杆机构的问题呢?,二、用作图法设计四杆机构,2-6 平面连杆机构的设计,(已知固定铰链和某一活动铰链，求另一活动铰链）。刚化转动法,已知条件：,两连架杆的对应位置,曲柄AB：1 、 2、 3,摇杆LCD上标线ED对应位置： 1 、 2、 3,确定连杆与摇杆相连接的活动铰链C的位置,求解连杆杆LC、摇杆L的长度,二、用作图法设计四杆机构,2-6 平面连杆机构的设计,取DE1为机架,二、用作图法设计四杆机构,2-6 平面连杆机构的设计,1）机构倒置。选比例尺，作出连架杆及机架的已知位置，并选定新“机架”；,步骤：,2）刚化转动。将其它位置的四杆机构刚化转动到与“机架”重和；,3）作垂直平分线，其交点即为所求。,4）连接A、B1、C1、D即为所求四杆机构。,B,B,c,例题：,步骤：,1）机构倒置。,2）刚化转动。,3）作垂直平分线， 其交点即为所求。,4）连接A、B1、C1、D 即为所求四杆机构。,图示，已知两连架杆的对应位置，设计此四杆机构。,3、 按给定的行程速比系数K设计四杆机构,（1）铰链四杆机构,设已知摇杆的长度CD、 摆角及行程速比系数K， 设计此曲柄摇杆机构。,1）计算1800（K-1） /(K+1）；,步骤：,2）选比例尺，作出已知位置；,3）作 rt C1C2P， 使C1C2P=900， C2C1P=900- ， 则C1P C2= 。,P,4）作rt C1C2P 的外接圆。,5) 由附加条件和连续传动条 件确定A点。,6）求曲柄、连杆长度。 lAC1b+a， lAC2=b-a， 故 a=l(AC1-AC2)/2 b=l(AC1+AC2)/2,7）连接A、B、C、D即为所求。,则圆弧C1PC2上任一点A至C1 和C2的连线的夹角都等于极 位夹角，所以曲柄轴心A应 在此圆弧上。,二、用作图法设计四杆机构,2-6 平面连杆机构的设计,(2) 曲柄滑块机构,已知K、H和e，设计此机构。,步骤： 1）计算1800（K-1/K+1）;,2）选比例尺，作一直线C1C2=H;,3）作H的垂线和C1C2O=900- ， 此两线相交于点O；,4）以O为圆心，过C1、C2作圆， A点应在此圆弧上选取；,5) 作平行C1C2且间距等于e的直 线，与圆弧的交点即为A点；,6）由公式求曲柄、连杆长度。,二、用作图法设计四杆机构,2-6 平面连杆机构的设计,（3）导杆机构,已知d、K，设计此机构。,1）按公式计算1800（K-1/K+1）。,2）选比例尺，任取一点D，作mDn=。,3）作mDn等分