第1章平面连杆机构

机器的组成零件部件构件机构机器机械运动副 第一章平面连杆机构 第一章平面连杆机构 概述1 铰链四杆机构的基本形式2 铰链四杆机构中曲柄存在的条件3 铰链四杆机构的演化型式4 平面四杆机构的运动设计 平面连杆机构的特点1 优点 杆状构件 可以传递较远距离的动作低副 可以承受很大的载荷曲线形式的多样性运动形式的多样性2 缺点 传动效率低 产生惯性力 设计较困难研究的问题 运动分析运动设计 1 1铰链四杆机构的基本形式 1 1 1曲柄摇杆机构1 1 2双曲柄机构1 1 3双摇杆机构 1 1 1曲柄摇杆机构 1 组成2 急回特性 图1 5 3 压力角与传动角 图1 6 4 死点位置 图1 7 1 8 1 9 1 10 1 11 曲柄连杆连架杆机架 曲柄摇杆机构的组成 急回特性计算推导与表征原理图 急回特性 1 1 1曲柄摇杆机构 曲柄摇杆机构的急回特性 连杆机构中 主动件等速回转 从动件的工作行程速度慢 而回程速度快 称急回特性 通常用行程速比系数K表示 K Vm回 Vm工作 1K 180 q 180 q 极位 从动件所能达到的极限位置 极位夹角 从动件在两个极限位置时 主动件两位置所夹之锐角 用q表示 急回特性是表征从动件特性的 若q 0 即K 0从动件具有急回特性 此机构具有急回特性 分析机构的急回特性时要注意原动件的运动方向 曲柄摇杆机构的急回特性 压力角a 在不计摩擦的情况下 从动件受力方向与力作用点速度方向所夹的锐角 传动角g 压力角之余角 衡量机构的传动性能 传动角g越大 对机构工作越有利 设计时 应使g gmin铰链四杆机构中 曲柄与连杆直共线和重叠共线的两位置处出现的传动角中 必有一处为最小传动角 压力角a 传动角g 传动角的极限位置 从动件在传动角为零的位置为机构的死点 在分析死点位置时 要首先搞清楚哪个是主动件 死点是机构在运动过程中所处的特殊位置 它与自由度为0不同 与机构的自锁也不同 死点的避免机构错位排列加飞轮 利用惯性通过死点利用外力死点的利用飞机起落架夹具 死点 利用从动回转曲柄的急回特性平行四边形机构反平行四变形机构 1 1 2双曲柄机构 形成鹤式起重机飞机起落架 1 1 3双摇杆机构 1 2铰链四杆机构中曲柄存在的条件 1 问题的提出2 曲柄存在的条件设l1 min l1 l2 l3 l4 l4 max l1 l2 l3 l4 l1 l4 l2 l3曲柄为最短杆l1 1 3铰链四杆机构的演化形式 1 3 1曲柄滑快机构1 3 2导杆机构1 3 3摇块机构与定块机构1 3 4偏心轮机构 1 图解法已知连杆位置 设计连杆机构已知连架杆位置 设计连杆机构已知连杆机构的急回系数 设计连杆机构3 实验法2 解析法已知连架杆位置 设计连杆机构已知连杆上某点的轨迹 设计连杆机构4 最优化方法 1 4平面铰链四杆机构的运动设计 实现给定从动件的运动规律实现给定的运动轨迹 实现给定从动件的运动规律 已知 曲柄摇杆机构的急回系数K 摇杆的长度l3及摆角phi 设计连杆机构 设计步骤 1 计算出theta值2 做出顶角为phi的 腰长为l3的等腰三角形3 以底边为一直角边 做出其对角为theta的直角三角形4 以斜边为直径画出直角三角形的外接圆5 取圆上一合适点 定出曲柄与连杆的长度 1 4 1按给定行程速比系数设计 热处理用加热炉门的设计1 问题的分析2 结果的优化3 给定连杆三个位置的问题求解4 给定连杆四个或更多位置的问题分析 1 4 2按给定连杆位置设计 实现给定从动件的运动规律 实现车门的方法 气体车门 液体车门 磁流体车门 机械车门 生物车门 机械车门的实现方法 软式车门 折叠车门 推拉式车门 旋转式车门 转轴水平 转轴垂直 单开 双开 垂直轴转动双开车门的开启方法 向外开 向内开 或 1 4平面铰链四杆机构的运动设计 1 4 3按给定点的轨迹设计图解法 实验法 虚拟实验法 解析法 1 4 4优化设计的步骤 1 根据机构设计的任务和要求 将所研究的问题用数学方程