3连杆机构.ppt

第三章平面连杆机构 1 教学目标1 铰链四杆机构的基本类型 2 铰链四杆机构的演化 3 对曲柄存在的条件 传动角 止点 急回运动 行程速比系数等有明确的概念 4 了解平面四杆机构综合的基本命题 平面四杆机构的图解法设计 2 教学重点和难点1 曲柄存在条件 传动角 止点 行程速比系数 2 平面四杆机构的图解法设计 3 有关曲柄存在条件的杆长关系式的全面分析 平面四杆机构最小传动角的确定等问题 3 1概述 3 2四杆机构的基本形式及其演化 3 3四杆机构存在曲柄的条件和几个基本概念 3 4平面四杆机构的设计 3 1概述 1 定义若干个刚性构件用平面低副联接而成的机构 也可称为平面低副机构 优点 缺点 1 能够实现多种运动形式的转换 也可以实现各种预定的运动规律和复杂的运动轨迹 容易满足生产中各种动作要求 2 构件间接触面上的比压小 易润滑 磨损轻 适用于传递较大载荷的场合 3 机构中运动副的元素形状简单 易于加工制造和保证精度 1 只能近似地满足给定的运动规律和轨迹要求 且设计比较复杂 2 运动构件产生的惯性力难以平衡 高速时会引起较大的振动 因此常用于速度较低的场合 3 2四杆机构的基本形式及其演化 曲柄摇杆机构特点是 既能将曲柄的整周转动变换为摇杆的往复摆动 又能将摇杆的往复摆动变换为曲柄的连续回转运动 双曲柄机构的特点是 能将等角速度转动转变为周期性的变角速度转动 例如 搅拌机 缝纫机等 例如 惯性筛 机车车轮联动装置 平行四边形机构 插床 车门启闭机构 反平行四边形机构 等 双摇杆机构的特点是 两个连架杆均为摇杆 例如 起重机 电风扇摇头机构等 3 2四杆机构的基本形式及其演化 3 2四杆机构的基本形式及其演化 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 惯性筛 缝纫机脚踏板机构 机构运动简图 港口起重机 双摇杆机构 3 2四杆机构的基本形式及其演化 汽车前轮转向装置 3 3四杆机构存在曲柄的条件和几个基本概念 一 铰链四杆机构存在曲柄的条件 1 最短杆与最长杆的长度之和 小于或等于其他两杆长度之和 2 连架杆和机架中必有一个是最短杆 推论 1 铰链四杆机构中 若最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和 则取最短杆的相邻杆为机架时 得曲柄摇杆机构 取最短杆为机架时 得双曲柄机构 取与最短杆相对的杆为机架时 得双摇杆机构 2 铰链四杆机构中 若最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和 则不论取何杆为机架时均无曲柄存在 而只能得双摇杆机构 3 3四杆机构存在曲柄的条件和几个基本概念 二 急回特性 1 定义 机构工作件返回行程速度大于工作行程的特性 工作行程时 V1 C1C2 t1返回行程时 V2 C1C2 t2 2 行程速比系数K 为了表示工作件往复运动时的急回程度 用V2和V1的比值K来描述 由上式可得 3 3四杆机构存在曲柄的条件和几个基本概念 三 平面机构的传力特性 压力角 从动件受力方向与受力点线速度方向之间所夹的锐角 传动角 压力角的余角即连杆与从动件间所夹的锐角 有效分力 Ft Fcosa有害分力 Fr Fsina a愈小 机构传动性能愈好 g 900 a 1 压力角 传动角 3 3四杆机构存在曲柄的条件和几个基本概念 2 止点位置 在从动曲柄与连杆共线的连个位置之一时 出现机构的传动角 0 压力角a 90 的情况 这时连杆对从动曲柄的作用里恰好通过其回转中心 不能推动曲柄转动 机构的这种位置称为死点位置 止点位置利弊 利 工程上利用死点进行工作 弊 机构有死点 从动件将出现卡死或运动方向不确定现象 对传动机构不利 定义 3 自锁现象 自锁 在摩擦力的作用下 无论驱动力 或驱动力矩 多大 都不能使原理不动的机构产生运动的现象 自锁区域的大小的影响因素 摩擦的性质及摩擦因素的大小 3 3四杆机构存在曲柄的条件和几个基本概念 3 4平面四杆机构的设计 设计任务 根据机构的工作要求和设计条件选定机构形式 并确定出各构件的尺寸参数 两类基本问题 实现给定运动规律 实现给定运动轨迹 三种设计方法 图解法解析法实验法 已知条件 运动条件 几何条件 动力条件 简明易