第2章_平面连杆机构.ppt

第2章平面连杆机构,连杆机构：由若干个构件通过低副连接而组成，又称为低副机构。平面连杆机构：所有构件均在相互平行的平面内运动的连杆机构。空间连杆机构：所有构件不全在相互平行的平面内运动的连杆机构。,2.1平面四杆机构的类型及其应用,全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构,平面四杆机构的基本型式曲柄作整周运动的构件摇杆作摆动的构件。,铰链四杆机构根据连架杆的运动形式不同分为：曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构,铰链四杆机构的三种基本型式曲柄摇杆机构：指两连架杆一为曲柄，一为摇杆的铰链四杆机构。,双曲柄机构：指两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构。若机构中相对两杆平行且相等，则成为平面四边形机构。,双摇杆机构：指两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构。,平面四杆机构的演化,常用的演化方法有1、转动副变移动副曲柄摇杆机构曲柄滑块机构,2选用不同构件为机架,3.变换构件形态两个移动副的四杆机构若选择构件2或4为机架时，就是正弦机构；若改取构件3为机架,则为双滑块机构;当取构件1为机架时，便演化为双转块机构。,4扩大移动副的尺寸,曲柄摇杆机构,偏心盘机构,2.2平面四杆机构的基本特性,平面连杆机构具有传递和变换运动，实现力的传递和变换功能，前者称为平面连杆机构的运动特性，后者称为平面连杆机构的传力特性。,1.转动副为整转副的条件-铰链四杆机构有曲柄的条件,在B1C1D中，根据三角形任意两边之差必小于等于第三边，可得：,移项可得：,在B2C2D中，根据三角形任意两边之和必大于等于第三边，可得：,以上三式两两相加并化简可得：,铰链四杆机构曲柄存在条件：1、曲柄为最短杆；2、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和,满足上述条件时，取不同的构件为机架时，可得三种不同性质的铰链四杆机构取最短杆的邻杆为机架曲柄摇杆机构取最短杆的对杆为机架双摇杆机构取最短杆为机架双曲柄机构,“最短构件与最长构件的长度之和小于或等于其余两构件长度之和”是必要条件，如果不满足此条件，无论取那个构件作为机架，都不存在曲柄。,2.急回运动特性,在曲柄等速回转情况下，由于1=180+，2=180-，所以t1t2,摇杆往复摆动的平均速度为V2V1.把摇杆的这种往复摆动快慢不同的运动称为急回运动。急回运动的程度可以用行程速比系数K来衡量：,K=V2/V1=t1/t2=1/2=（180+/180-）,行程速比系数,结论：当0时，机构具有急回运动特性，角愈大，K值愈大，急回运动特性愈显著。,3压力角和传动角压力角：在不考虑摩擦时机构从动件上作用的力P与该力作用点的速度方向所夹的锐角，称为机构压力角。传动角：压力角的余角称为机构在此位置的传动角。,常用传动角的大小和变化来衡量机构传力性能的好坏。设计时通常要求min40，对于高速和大功率的传动机械，min50。,4.死点位置：死点位置指从动件的传动角等于零时机构所处的位置在下图所示曲柄摇杆机构中，若以摇杆为主动件，则当连杆与曲柄共线，机构的传动角为零，机构此位置就称为死点。而对于图示的曲柄滑块机构，当以滑块为主动件，机构也处于死点位置。,蒸汽机车车轮联动机构，由两组曲柄滑块机构组成，曲柄位置错开90度，使死点位置错开。,利用机构死点工作的实例,根据机械的用途和性能要求等的不同，对连扦机构设计的要求是多种多样的，但设计要求，一般可归纳为以下三类问题：(1)满足预定的运动规律要求。(2)满足预定的连杆位置要求。(3)满足预定的轨迹要求。,2-3平面四杆机构的设计,按给定的行程速比系数K设计四杆机构根据行程速比系数设计四杆机构时，可利用机构在极位时的几何关系，再结合其他辅助条件进行设计。1)曲柄摇杆机构设已知摇杆的长度CD、摆角及行程速比系数K，要求设计此曲柄摇杆机构。,分析：首先按公式1800(K-1/K+1)计算出对应于所给行程速比系数的机构极位夹角；选取比例尺l，并将已知条件图形化，如：任取一点D并以此点为顶点作等腰三角形C1DC2，使两腰之长等于lCD，C1DC2。因为lAC2=(lBC+lAB)/2，lAC2=(lBC-lAB)/2，所以只要确定了固定铰链点A的位置，就能方便地求出各构件的尺寸。即此种机构的设计转化为寻找固定铰链点A的问题。,作直角C1C2P，使C1C2P=90，C2C1P=90-，则C1PC2=；作直角C1C2P的外接圆。则圆弧C1PC2上任一点A至C1和C2的连线的夹角都等于极位夹角，所以称此圆为曲柄轴心A点所在