四杆机构的基本型式及其演化w.ppt

第二章平面连杆机构 平面连杆机构 若干构件用低副连接组成的平面机构 最简单 四杆机构 内容 1 平面连杆机构的特点 类型 应用及其演化 2 四杆机构的基本概念 3 平面连杆机构的设计 缺点 运动累计误差大 原因 低副连接 面接触 压强小 便于润滑 磨损小 接触面是圆柱面或平面 易制造 制造精度高 低副连接的两个构件之间要有相对运动 则连接处必须有间隙不易精确实现复杂的运动规律 设计复杂 关键 低副连接 优点 磨损小 寿命长 传递动力大 制造简单 制造精度较高 1 铰链四杆机构的优缺点 运动副全是转动副 定义 全由转动副构成的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构 第一节平面机构的类型及其应用 机架 是平面四杆机构的基本型式 其它四杆机构都是由它演变得到的 一 铰链四杆机构 机架 4杆固定不动 称为机架 1 3杆两构件与机架用转动副连接 称为连架杆 不与机架直接连接的2杆称为连杆 能整圈回转 曲柄连架杆往复摆动 摇杆 组成转动副的两构件能作整周相对运动 称为整转副否则称为摆动副 曲柄摇杆机构 以最短杆的邻边为机架 两连架杆中一个为曲柄 另一个为摇杆 摇杆为主动件时 摇杆变速往复摆动曲柄的匀速转动 1 铰链四杆机构的基本型式 曲柄为主动件时 曲柄的匀速转动 特点 摇杆变速往复摆动 应用 雷达天线俯仰机构 关键 以最短杆的邻边为机架 双曲柄机构 以最短杆为机架 插床 特点 应用 两连架杆中均为曲柄 平行双曲柄机构 两曲柄等长且平行 1 2 当 四个铰链中心处于同一直线时 有两种可能情况 反向双曲柄 1 2 设计 潘存云 设计 潘存云 解决办法 b 增加第三个平行曲柄 火车车轮联动机构 a 在主 从动曲柄上错开移动角度再安装一组平行四边形机构 双摇杆机构 以最短杆对边为机架 特点 两连架杆中均为摇杆 应用 a 飞机起落架机构 b 汽车前轮转向机构 等腰梯形机构 取不同构件为机架 1 四杆机构的变换 曲柄摇杆机构 两连架杆 曲柄摇杆 双曲柄机构 两连架杆均为曲柄 双摇杆机构 两连架杆均为摇杆 关键 机架的选取 以最短杆为机架 以最短杆的邻边为机架 以最短杆对边为机架 二 含一个移动副的四杆机构 偏置曲柄滑块机构 e 偏距 对心曲柄滑块机构 1 曲柄滑块机构 L1 L2 机架短曲柄转动导杆机构 L1 L2 机架短曲柄摆动导杆机构 2 导杆机构 关键 以不同构件分别为机架 BC被固定后滑块被限制 只能绕回转副中心摇摆 摇块机构 滑块被固定 只有4往复移动 定块机构 3 摇块机构和定块机构 应用 自卸货车 曲柄摇块机构 抽水唧筒 四 具有偏心轮的四杆机构 1 演化过程 e 偏心距 e L1 第二节平面四杆机构的基本特性 一 铰链四杆机构有整转副的条件 曲柄摇杆机构 为什么有曲柄 曲柄能整圈回转的条件 曲柄能顺利通过位置B1 B2 ABL1BCL2CDL3ADL4 L3 L2 L1 L4 L1 L3 L2 L4 又 L1 L2 L4 L3 L1 L2 L1 L4 L1 L3 结论 1 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和 曲柄存在的必要条件 2 整转副是由最短杆与其邻边组成的 L4 L2 L1 L3 L1 L4 L3 L2 四杆机构类型的判别 lmax lmin l余1 l余2 双曲柄机构 双摇杆机构 曲柄摇杆机构 可能有曲柄 机架 是 否 最短构件的对边为机架 最短杆为连杆 最短构件的邻边为机架 最短杆为连架杆 最短构件为机架 注意 铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件 最长杆的杆长 其余三杆长度之和 强调 双摇杆出现有两种情况 1 满足曲柄存在条件 最短杆的对边为机架 2 不满足曲柄存在条件 a 构件2为机架 最短杆的邻边为机架 d 构件4为机架 最短杆的邻边为机架 b 构件1为机架 最短杆为机架 c 构件3为机架 最短杆的对边为机架 取不同构件为机架时的铰链四杆机构型式 设计 潘存云 二 急回运动 在曲柄摇杆机构中 当曲柄与连杆两次共线时 摇杆位于两个极限位置 简称极位 当曲柄以 逆时针转过180 时 摇杆从C1D位置摆到C2D 摆角为 所花时间为t1 平均角速度为 1 那么有 曲柄摇杆机构3D 此两处曲柄之间的夹角 称为极位夹角 180 设计 潘存云 当曲柄以 继续转过180 时 摇杆从C2D 置摆到C1D 摆角为 所花时间为t2 平均角速度为 2 那么有 180 因曲柄转角不同 故摇杆来回摆动的时间不一样 平均速度也不等 显然 t1 t2 2 1 摇杆的这种特性称为急回运动 用以下比值表示急回程度 称K为行程速比系数 所以可通过分析机构中是否存在 以及 的大小来判断机构是否有急回运动或运动的程度 4 讨论 0 k 1 机构无急回特性 1 k 2 k值取决于 大 K大 急回显著 四杆机构存在急回特性必须具备以下条件 曲柄为主动件 从动件有极限位置 曲柄存在极位夹角 6 总结 没有 C1C2急回 小型刨床 1 摆角 极限位置 摆杆的两个极限位置 曲柄与连杆的两次共线 主动件 曲柄 摆角 摇杆往复摆过的最大角 曲柄摇杆机构 二 急回特性 曲柄 1 摆杆 C2C1 曲柄 2 摆杆 C1C2 极位夹角 摇杆位于两极限位置时 曲柄所夹锐角 t t1 t2 摆杆往复摆动的快慢不同