第五章平面连杆机构.ppt

2平面四杆机构的基本性质 3平面四杆机构的设计 1铰链四杆机构的基本型式及其演化 平面连杆机构 第四章平面连杆机构 特点 全部低副 面接触 利于润滑 磨损小 传载大 寿命长 易加工 精度高 制造成本低 运动链较长 所以运动累积误差大 不能精确实现复杂的运动规律 设计计算较复杂 平面连杆机构 平面机构 低副联接 转动副 移动副 最常用 平面四杆机构 四个构件 四根杆 铰链四杆机构 全由转动副相联 机架 固定的杆件连架杆 与机架相连的杆连杆 连接连架杆的杆 1铰链四杆机构的基本型式和特性 一 铰链四杆机构的类型及特点 组成 曲柄 能转动360 的连架杆摇杆 不能转动360 的连架杆 1 曲柄摇杆机构 连架杆 曲柄 一般 原动件 匀速转动 摇杆 一般 从动件 变速往复摆动 分类 曲柄摇杆机构 特征 曲柄 摇杆 作用 将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动 雷达天线俯仰机构 天线 摇杆 调整天线俯仰角的大小 2 双曲柄机构 连架杆均为曲柄 主动曲柄 匀速转动 从动曲柄 变速转动 作用 将等速回转转变为等速或变速回转 机车车轮联动机构 特例 平行四边形机构 特征 两连架杆等长且平行 连杆作平动 平行四边形机构存在运动不确定位置 可采用两组机构错开排列的方法予以克服 3 双摇杆机构 连架杆均为摇杆 例 鹤式起重机的变速机构 CD 杆3 为原动件 悬挂重物的E点在连杆上 保持E点运动轨迹在近似水平线上 平移货物 平稳 减小能量消耗 从动件作往复运动的平面连杆机构中 若从动件工作行程的平均速度小于回程的平均速度 则称该机构具有急回特性 在曲柄摇杆机构中 当从动件 摇杆 位于两极限位置时 曲柄与连杆共线 此时对应的主动曲柄之间所夹的锐角 叫作极位夹角 二 急回运动和行程速比系数 以曲柄摇杆机构为例 工作行程时间 空回行程时间 设曲柄以 逆时针匀速旋转 从AB1转到AB2 转过180 时为工作行程 所花时间为t1 此时摇杆从C1D摆到C2D 平均速度为V1 则有 曲柄从AB2继续转过180 到AB1时为回程 所花时间为t2 此时摇杆从C2D摆到C1D 平均速度为V2 那么有 显然t1 t2V2 V1即该机构具有急回特性 极位夹角 摇杆处于两极位时 对应曲柄所夹锐角 K 急回运动性质 5 5 5 4 设计时往往先给定K值 再计算 即 为能定量描述急回运动 将回程平均速度V2与工作行程平均速度V1之比定义为行程速度变化系数K 三 压力角和传动角 1 压力角 BC是二力杆 驱动力F沿BC方向 作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度VC之间所夹的锐角 有效力 VC沿连杆BC CD 分析 Ft Fcos 方便 Ft 对传动有利 常用 的大小来表示机构传力性能的好坏 是 的余角 2 传动角 传动角 连杆与从动杆所夹锐角 90 压力角越小 即传动角越大 有用的分力越大 所以传动角是衡量机构受力大小的一个重要参数 因此设计时一般要求 min 40 当 BCD最小或最大时 即在主动曲柄与机架共线的位置 都有可能出现 min 由于在机构运动过程中 角是变化的 min出现在什么位置 主动件与机架共线的两个位置之一 传动角最小 从动件与连杆共线 0 卡死 存在死点条件 有极限位置 从动件与连杆共线 措施 死点 四 死点位置 飞轮自身惯性 平面四杆机构具有整转副 则可能存在曲柄 设l1 l4 连架杆若能整周回转 必有两次与机架共线 l1 l2 l3 l4 l1 l3 l2 l4 l1 l4 l2 l3 由 B2C2D可得 由 B1C1D可得 l2 l4 l1 l3 l3 l4 l1 l2 将以上三式两两相加得 即 l1 l2 l1 l3 l1 l4 AB为最短杆 2铰链四杆机构曲柄存在的条件 取决于机构各杆的相对长度和机架的选择 l1最短 推论1 当Lmax Lmin L L 其余两杆长度之和 时最短杆是连架杆之一 曲柄摇杆机构最短杆是机架 双曲柄机构最短杆是连杆 双摇杆机构推论2 当Lmax Lmin L L 其余两杆长度之和 时 双摇杆机构 曲柄存在的条件 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 2 最短杆是连架杆或机架 1 曲柄滑块机构 3铰链四杆机构的演化 演化方法 变杆长 换机架 扩大回转副等 曲柄滑块机构 对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构 l1 l2摆动导杆机构 l1 l2转动导杆机构 导杆机构 调换机架 2 导杆机构 曲柄滑块机构 杆2和杆4均可整周回转 杆4往复摆动 摇块机构 滑块摆动 滑块为固定件 滑块移动 摆动 滑块移动 曲柄滑块机构 曲柄滑块机构 导杆机构 摇块机构 定块机构 导杆机构 定块机构 3 摇块机构 定块机构 4 双滑块机构 正弦机构 正切机构 a a S S 5 扩大转动副 偏心轮机构 曲柄滑块机构 将转动副B加大 直