2平面连杆机构ppt课件.ppt

第二章平面连杆机构（Planarlinkage),目的及内容1.了解平面连杆机构的类型及应用2.了解平面连杆机构的演化3.了解曲柄(Crank)存在的条件、传动角(TransmissionAngle)、死点(Deadpoint)、急回运动(QuickReturn)、行程速比系数(RadioOfAdvanceToReturnTime)等有明确的概念4.了解平面四杆机构综合的基本命题，掌握按简单运动条件综合平面四杆机构的一些基本方法(能按行程速比系数、连杆三位置，连架杆三位置设计四杆机构)重点：1.平面铰链四杆机构(Four-barlinkage)基本形式及其演化2.曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数、运动连续性3.平面四杆机构综合的一些方法(能按行程速比系数、连杆(couplerlink)三位置，连架杆三位置设计四杆机构)难点：1、有关曲柄存在的条件的杆长关系式的全面分析2、给定固定铰链中心综合平面四杆机构,若干个构件全用低副联接而成的机构，称之为低副机构。,一、连杆机构,二、连杆机构的分类1、根据构件之间的相对运动分为：平面连杆机构，空间连杆机构。2、根据机构中构件数目分为：四杆机构、五杆机构、六杆机构等。,1、可传递较远距离的动作,2、运动副均为低副，承载大，耐磨损，常用于重型机械。,3、连杆上各不同点的轨迹是各种不同形状的曲线（连杆曲线），工程上常用来作为直接完成某种轨迹要求的执行机构。,缺点：1、运动链长，运动累积误差大，效率较低。2、不宜用于传递高速运动。,优点：,2-1连杆机构及其传动特点,摇杆,连架杆,曲柄,连杆,机架,连架杆,1.平面四杆机构的基本形式,2-2平面四杆机构的类型和应用,2.1.1曲柄摇杆机构(crank-rockermechanism)在铰链四杆机构中，若两个连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆，则此四杆机构称为曲柄摇杆机构。,2.1.2双曲柄机构(doublecrankmechanism)在铰链四杆机构中，若两个连架杆都是曲柄，则称为双曲柄机构。,2.1.3双摇杆机构(doublerockermechanism)在铰链四杆机构中，若两连架杆都是摇杆，则称为双摇杆机构。,2.2.平面四杆机构的演化型式2.2.1改变构件的形状和运动尺寸,偏置曲柄滑块机构,对心曲柄滑块机构,正弦机构,2.2.2改变运动副的尺寸在曲柄滑块机构中，若把曲柄端点的转动副半径扩大，使它超过曲柄的长度，曲柄就演化成一个偏心轮，其偏心距为曲柄的长度。同样，曲柄滑块机构中曲柄端点的转动副半经扩大，使它超过曲柄的长度，曲柄就演化成了一个偏心轮。,2.2.3选用不同的构件为机架（机构倒置）,周转副,周转副,摆转副,摆转副,低副运动的可逆性：对于低副，它所联接的两个构件之间的相对运动关系，不因其中哪个构件是机架而改变。,曲柄摇杆机构,取构件CD为机架双摇杆机构,取构件AB为机架双曲柄机构,取构件BC为机架曲柄摇杆机构,取构件1为机架回转导杆机构,取构件2为机架曲柄摇块机构摆动导杆机构,取构件3为机架直动滑杆机构,2-3有关平面四杆机构的一些基本知识1、平面四杆机构有曲柄的条件转动副成为周转副的条件,设铰链A所连接的构件1和构件4的杆长关系at2,v10。,存在急回运动,不存在急回运动,导杆机构,存在急回运动,3、铰链四杆机构的传动角与死点（1）压力角与传动角,压力角,传动角,传动角越大，对机构的传动越有利，效率越高。,机构压力角:在不计摩擦力、惯性力和重力的条件下，机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受力点的速度方向间所夹的锐角，称为机构压力角，通常用表示。,传动角：压力角的余角。,=0,min=arccosb2+c2-(d-a)2/2bc,最小传动角的确定,=,或=180-,=180,max=arccosb2+c2-(d+a)2/2bc,min=min,180-maxmin,2）当原动件AB与机架拉直共线时，BCD最小。,1）当原动件AB与机架重叠共线时，BCD最小。,=0=90,（2）死点在不计构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦阻力的条件下，当连杆机构从动件上的传动角=0（或=90）时，驱动力与从动件受力点的运动方向垂直，其有效分力等于零，无论给机构主动件的驱动力或驱动力矩有多大，均不能使机构运动，这时的机构位置称为死点位置。,当摇杆为原动件时，曲柄是从动件，当摇杆位于它的两个极限位置时，曲柄和连杆共线，其传动角为零，机构处于死点位置。,当曲柄为原动件时，不存在死点位置。,当摇杆或滑块为原动件时，存在两个死点位置。,2-4平面连杆机构的设计1、连杆设计的基本问题（1）满足预定的运动规律要求1）实现连杆占有若干指定的位置；2）实现主动连架杆转角与从动连架杆转角之间指定的对应关系；（颚式碎矿机、惯性筛）3）使具有急回作用的从动件实现指定的行程速比系数。（2）满足预定的轨迹要求,1）实验法,3）解析法,2）图解法,2、设计方法,（1）按连杆预定的位置设计四杆机构,B1,B2,B3,C2,C3,C1,步骤一选定比例尺，按给定的连杆位置和长度画出连杆三个位置B1C1和B2C2、B3C3,步骤二分别连接B1和B2，B2和B3，C1和C2，C2和C3，并作B1B2、B2B3和C1C2、C2C3的垂直平分线b12、和c12、c23；,步骤三b12、b23的交点作为铰链A的位置，在c12、c23的交点作为铰链D的位置，AB1C1D即为所求的曲柄摇杆机构的运动简图。,1、刚化反转法,如果把机构的第i个位置ABiCiD看成一刚体(即刚化)，并绕点D转过(-1i)角度(即反转)，使输出连架杆CiD与C1D重合，称之为“刚化反转法”。,D,A,Ci,B1,Bi,C1,1i,1,1,1i,（2）按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构,C1,按两连架杆三个对应位置设计四杆机构,E2,1,1,2,3,2,3,已知：lCD，K1,求：A的位置，并定出lAB，lAD，lBC,（3）按给定的行程速比系数设计四杆机构,C1,D,B1,C2,B2,AB=(AC2-AC1)/2BC=(AC1+AC2)/2,AC1=BC-ABAC2=BC+AB,C1,D,B1,C2,B2,（1）曲柄摇杆机构,确定比例尺l,（2）曲柄滑块机构,已知：C1、C2位置（行程H），K,例题在图示铰链机构中，已知：，AD为固定件。（1）如果能成为曲柄摇杆机构，且AB是曲柄，求的极限值。（2）如果能成为双曲柄机构，求的取值范围。（3）如果能成为双摇杆机构，求的取值范围。,解：（1）若能成为曲柄摇杆机构，则机构必须满足“杆长之和条件”，且AB应为最短杆。,（2）若能成为双曲柄机构，则机构必须满足“杆长之和条件”，且AD应为最短杆。1）lAB50mm时，BC为最长杆,2）lAB50mm时，AB为最长杆,（3）若能成为双摇杆机构，则机构应该不满足“杆长之和条件”。1）lABlAB30mm时，AD为最短杆，BC为最长杆,3）lAB50mm时，AB为最长杆，AD为最短杆,4）还需满足三角形的边长关系,例题试设计一铰链四杆机构，已知摇杆CD的行程速比系数K=1.5，摇杆的长度lCD=75mm，机架的长度lAD=100mm，摇杆的一个极限位置与机架之间的夹角1=45。求该机构的曲柄长度lAB和连杆的长度lBC。,解：根据给定的系数K，计算出机构的极位夹角=180x（K-1）/（K+1）=180x（1.5-1）/(1.5+1)=36,以D为圆心，DC1为半径画圆弧。连接点A和C1，并以AC1为一边作C1AC2=36，此角的另一边交圆弧于C2和C2点。,（1）将DC1