平面连杆机构.ppt

第二章平面连杆机构 连杆机构是一种常用的传动机构 按机构中各构件间的相对运动是平面运动还是空间运动 可将其分成平面连杆机构和空间连杆机构 平面连杆机构中的构件是以低副 回转副 移动副 联接的 最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的平面四杆机构 本章重点介绍平面四杆机构的基本类型 特点及设计 第二章平面连杆机构 2 1铰链四杆机构的基本型式和特性 定义 全部用回转件组成的平面四杆机构 按连架杆类型分 能作整周运转 一 输出件的急回特性 铰链四杆机构设计中的一些共性问题 以曲柄摇杆机构为例 通常 曲柄作为原动件 作匀速转动 通过连杆将运动转化为摇杆的变速往复摆动 1 2机构有急回特性 1 180 2 180 行程速比系数kk v2 v1 180 180 行程速比系数k 1 0 在曲柄摇杆机构中 当摇杆为主动件时 在连杆与曲柄共线时 无论摇杆上的力为多大 机构都难以运动 该位置称为死点 缺点 从动件易出现卡死或不确定运动现象 可利用飞轮或构件自重的惯性作用来克服 优点 机械防松 二 死点 从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度间所夹锐角称为压力角 功fvcos 传动性能 三 压力角和传动角 判断机构传动性能的标志 压力角 传动角 90 传动性能 为保证机构正常工作 通常 传动角 压力角的余角 传动角 最小传动角 min 一般机械 min 40 大功率机械 min 50 min可能出现的位置 2 2曲柄存在的条件 满足杆长条件 铰链四杆机构是否有曲柄存在 取决于机构各杆件的长度和机架的选择 曲柄存在的条件 最短杆 最长杆 其余两杆之和连架杆与机架中必须有一杆是最短杆 不满足杆长条件 双摇杆机构 条件 各种铰链四杆机构 旋转式水泵 飞机起落架机构 汽车前轮转向机构 2 3铰链四杆机构的演化型式 演化方式 用移动副代替回转副 变更杆件长度 变更机架 扩大回转副等 一 曲柄滑块机构 曲柄摇杆机构中 摇杆长度 回转副 移动副 对心曲柄滑块机构导路通过曲柄回转中心 偏心曲柄滑块机构导路不通过曲柄回转中心 有急回作用 二 导杆机构 在曲柄滑块机构中 改曲柄为机架 转动 摆杆 机架杆长 可作整周运转 摆动 摆杆长 机架杆长 不可作整周运转 三 在曲柄滑块机构中 0 90 传动性能 四 双滑块机构 具有两个移动副的加杆机构 正弦机构 从动件的位移与原动件转角的正弦成正比 正切机构 滑动联轴器式机构 椭圆规式机构 五 偏心轮机构 四杆机构的演化机构 自卸货车 抽水唧筒 正切机构 正弦机构 滑块联轴器 椭圆仪 偏心轮机构 2 4平面四杆机构的设计 平面四杆机构设计根据给定的运动条件 综合考虑几何条件和动力条件 如最小传动角 min 等 确定机构运动简图的尺寸参数 问题类型 1 按照给定从动件的运动规律 位置 速度 加速度 2 按照给定点的运动轨迹 设计方法 一 按给定的行程速比系数k设计四杆机构 1 曲柄摇杆机构巳知 摇杆长l3 摆角 和行程速比系数k要求 确定铰链中心a 定出其他三杆尺寸 步骤 参见p30 31 2 导杆机构巳知 机架长l4和行程速比系数k要求 确定曲柄长度l1 步骤 参见p31 二 按给定连杆位置设计四杆机构 1 巳知 连杆长l3及其两个对应位置b1c1和b2c2要求 确定铰链中心a d 定出其他三杆尺寸有无穷多解 2 巳知 连杆长l3及其三个对应位置b1c1 b2c2和b3c3要求 确定铰链中心a d 定出其他三杆尺寸有唯一解 三 按给定两连架杆对应位置设计四杆机构 用解析法或实验法 p32 p35 1 解析法 机构封闭多边形 cos 1 p0cos 1 p1cos 1 1 p2cos 2 p0cos 2 p1cos 2 1 p2cos 3 p0cos 3 p1cos 3 3 p2 给定三对应位置 得精确解少于三位置 有无数解多于三位置时 用实验法 2 实验法 已知 选定不同的l1 l2和l3凑图 四 按给定点的运动轨迹设