平面连杆机构-运动PPT课件

.,1,第二章平面连杆机构及其设计,.,2,二、连杆机构的分类1、根据构件之间的相对运动分为：平面连杆机构，空间连杆机构。2、根据机构中构件数目分为：四杆机构、五杆机构、六杆机构等。,若干个构件全用低副联接而成的机构，也称之为低副机构。,一、连杆机构,2-1平面连杆机构概述,.,3,缺点：,产生动载荷（惯性力），不适合高速。,设计较复杂，难以实现精确的轨迹。,本章重点介绍四杆机构。,构件和运动副多，累积误差大，运动精度和效率较低。,采用低副，面接触、承载大、便于润滑、不易磨损形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。,改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。,连杆曲线丰富。可满足不同要求。,三、平面连杆机构的特点,.,4,1.平面四杆机构的基本型式和应用,全部由转动副组成的平面四杆机构称为铰链四杆机构。,连架杆与机架相联的构件；,机架固定不动的构件；,连杆连接两连架杆且作平面运动的构件；,曲柄能作整周转动的连架杆；,摇杆仅能在某一角度往复摆动的连架杆；,2-2铰链四杆机构的基本形式及其演化,周转副能作360相对回转的运动副；,摆转副只能作有限角度摆动的运动副。,.,5,一、铰链四杆机构的基本型式,.,6,(一)、曲柄摇杆机构特点：两连架杆一个是曲柄（整周转）；一个是摇杆（摆动）,.,7,应用：,.,8,(二)、双曲柄机构特点：两连架杆都是曲柄（整周转）且不等长主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转,.,9,正平行双曲柄机构：对边平行且相等特点：主、从动曲柄匀速且相等运动不确定现象：,.,10,.,11,如何消除不确定现象：,1、惯性飞轮2、加虚约束3、靠自重,72平面四杆机构的基本类型及其应用,.,12,反平行双曲柄机构：对边平行但不相等,公共汽车车门启闭机构,.,13,(三)、双摇杆机构特点：两连架杆都是摇杆（摆动）,.,14,.,15,.,16,二、铰链四杆机构的演化,演化方法：转动副移动副（滑块四杆机构）；选取不同构件作为机架,（一）、转动副转化成移动副,1、铰链四杆机构中一个转动副转化为移动副,.,17,类型,对心曲柄滑块机构,偏置曲柄滑块机构,曲柄存在条件：对心曲柄滑块机构：L1L2行程S=2L1偏置曲柄滑块机构：L1+ee,D,.,46,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、平面四杆机构输出件的急回特性,极位夹角,.,47,:12,:t1t2,v10。,急回特性相对程度用行程速比系数K（即从动件空回行程的平均速度2与工作行程的平均速度1的比值）来表示：,.,49,应用：节省回程时间，提高生产率。,设计时往往先给定K值，再计算，即,.,50,三、平面机构的压力角和传动角、死点,F1=FcosF2=Fsin,1、机构压力角:在不计摩擦力、惯性力和重力的条件下，机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受力点的速度方向间所夹的锐角，称为机构压力角，通常用表示。,.,51,传动角：压力角的余角(90-)。通常用表示.,机构的传动角和压力角作出如下规定：min；=3060；max。、分别为许用传动角和许用压力角。,常用的大小来表示机构传力性能的好坏,.,52,=0=90,.,53,=arccosb2+c2-d2-a2+2adcos/2bc.,=0,min=arccosb2+c2-(d-a)2/2bc,2、最小传动角的确定,=,或=180-,=180,max=arccosb2+c2-(d+a)2/2bc,min=min,180-maxmin,.,54,min=arccos（a+e)/b,为提高机械传动效率，应使其最小传动角处于工作阻力较小的空回行程中。,a,b,在主动曲柄与机架共线的位置，都有可能出现min,.,55,3机构的死点位置,在不计构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦阻力的条件下，当机构处于传动角=0（或=90）的位置下，无论给机构主动件的驱动力或驱动力矩有多大，均不能使机构运动，这个位置称为机构的死点位置。,F1=FcosF2=Fsin,.,56,对于曲柄摇杆机构，当摇杆为主动件时，在连杆与曲柄两次共线的位置，机构均不能运动。,.,57,*“死点”位置的过渡方法：,依靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。,两组机构错开排列，如火车轮联动机构。,动画演示,.,58,*可以利用“死点”位置进行工作，例如：飞机起落架、钻夹具等。,动画演示,动画演示,.,59,2.4平面四杆机构的设计,一、设计概论,一个设计过程：已知条件构件尺寸,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。,简明易懂，精确性差。,精确度好，计算繁杂。,形象直观，过程复杂。,.,60,2.4.1图解法设计平面四杆机构,1.按给定连杆位置设计四杆机构,已知：连杆BC长度及三个位置（B1C1,B2C2,B3C3）,要求：设计铰链四杆机构,设计步骤：,连接B1B2、B2B3，,作线B1B2、B2B3的垂直平分线b12、b23，交于A点；,连接C1C2、C2C3，,作线C1C2、C2C3的垂直平分线c12、c23，交于D点；,连接AB1、C1D。,.,61,2.按给定行程速度变化系数K设计四杆机构,设计具有急回特性的四杆机构，关键是要抓住机构处于极限位置时的几何关系，必要时还应考虑其他辅助条件。,.,62,1、按给定的行程速比系数K设计四杆机构曲柄摇杆机构法一,.,63,法二,.,64,曲柄滑块机构设计法一,.,65,法二例：偏置曲柄滑块机构，s=30mm,e=12mm,K=1.5,设计此机构。,.,66,.,67,导杆机构设已知摆动导杆机构中，机架的长度为d，行程速比系数为K，要求设计该机构。,图,1）由K求出；选择一点D，作,2）再作角平分线，在平分线上取DA=d，可以求得曲柄回转中心A。,3）过A点作导杆任一极限位置垂线AC1（或AC2），则AC1即为曲柄长度。,.,68,结束,.,69,.,70,插床机构,双曲柄机构应用实例,.,71,平面四杆机构的演化,1