连杆机构(热动06级).ppt

练习1,作业,作业,平面连杆机构,总目录,音乐欣赏,铰链四杆机构基本型式的判断,铰链四杆机构的基本型式和特性,铰链四杆机构的特性分析,铰链四杆机构的演化,平面连杆机构将若干个构件用低副联结起来并作平面运动的机构，也称低副机构。,导论,平面连杆机构概述,铰链四杆机构,夹紧机构,缝纫机针机构,单击,单击,单击,分目录,上一张,运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击。运动副的形状简单、规则，容易制造。构件可以很长，用于远距离操作。可以实现不同的运动规律和特定轨迹要求。,特点及应用,上一张,分目录,平面机构概述,平面连杆机构的特点：,Next,特点及应用,用于实现远距离操作及受力大,挖掘机,上一张,分目录,平面机构概述,特点及应用,用于受力大破碎机,上一张,分目录,平面机构概述,返回,用于实现各种不同的运动规律要求,特点及应用,上一张,分目录,平面机构概述,返回,特点及应用,实现给定轨迹搅拌机,分目录,上一张,平面机构概述,返回,铰链四杆机构全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的最基本型式。,机架：支撑传动零件；曲柄：与机架相连并且作整周转动的构件；摇杆：与机架相连并且作往复摆动的构件；曲柄、摇杆连架杆。连杆：不与机架相连作平面运动的构件；,单击,上一张,分目录,1.铰链四杆机构的基本型式及应用,分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构,一曲柄摇杆机构,基本类型及应用,上一张,分目录,铰链四杆机构,单击,单击,曲柄摇杆机构的应用,颚式破碎机构,上一张,分目录,基本类型及应用,铰链四杆机构,基本类型及应用,曲柄摇杆机构的应用,雷达天线机构,搅拌机机构,上一张,分目录,铰链四杆机构,双曲柄机构,基本类型及应用,上一张,分目录,铰链四杆机构,二双曲柄机构,铰链四杆机构,基本类型及应用,双曲柄机构的应用,惯性筛机构,上一张,分目录,双曲柄机构的特例平行双曲柄机构,铰链四杆机构,基本类型及应用,正平行四边形机构,反平行四边形机构,上一张,分目录,基本类型及应用,双曲柄机构的应用,上一张,分目录,铰链四杆机构,基本类型及应用,上一张,分目录,铰链四杆机构,三双摇杆机构,双摇杆机构的应用,两连架杆均不能作整周转动,基本类型及应用,鹤式起重机机构,上一张,分目录,铰链四杆机构,2.铰链四杆机构基本型式的判断,分目录,上一张,曲柄整周转动，曲柄AB必须顺利通过与机架AD共线的两个位置AB1和AB2。,当曲柄处于AB2时，有：,一.曲柄存在的条件,adbc,当曲柄处于AB1时，有：,b(da)cabcdc(da)bacbd,前三式两两相加可得：,构成周转副的条件:,2）组成周转副的两杆中必有一杆为四杆中的最短杆,即,1）最短杆与最长杆的长度和应小于或等于其余两杆的长度和杆长条件,2.铰链四杆机构基本型式的判断,分目录,上一张,最短杆为机架双曲柄机构,最短杆为连杆双摇杆机构,双曲柄机构,双摇杆机构,最短杆为连架杆曲柄摇杆机构,无论何杆为机架均为双摇杆机构。,曲柄摇杆机构,二、铰链四杆机构基本型式的判断方法：,2.铰链四杆机构基本型式的判断,分目录,上一张,在曲柄摇杆机构中，若摇杆的杆长增大至无穷长，则其与机架相联的转动副转化成移动副。,1.改变构件长度转动副演化为移动副,3.铰链四杆机构的演化,分目录,上一张,曲柄滑块机构,单击,单击,演化形式,分目录,上一张,铰链四杆机构,2.改变运动副尺寸曲柄演化为偏心轮,当曲柄的实际尺寸很短并传递较大的动力时,可将曲柄做成几何中心与回转中心距离等于曲柄长度的圆盘，常称此机构为偏心轮机构。,演化形式,铰链四杆机构,分目录,上一张,演化形式,铰链四杆机构,分目录,上一张,a)曲柄滑块机构（固定导杆）,3.选用不同构件为机架,演化形式,铰链四杆机构,b)曲柄摇块机构（固定与滑块相对转动的构件）,演化形式,铰链四杆机构,自卸货车,转动导杆机构,c)导杆机构(固定与滑块不相连的构件),摆动导杆机构,演化形式,铰链四杆机构,演化形式,铰链四杆机构,d)定块机构（固定滑块）,演化形式,铰链四杆机构,e)正弦机构,缝纫机针机构,演化形式,铰链四杆机构,f)双滑块机构,演化形式,铰链四杆机构,g)双转块机构,十字滑块联轴器,演化形式,铰链四杆机构,作业：P262-4,四杆机构的基本形式：曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构,课堂小结,2.四杆机构的演化形式：改变构件长度扩大转动副取不同构件作机架,极限位置曲柄与连杆两次共线时的位置。,4.铰链四杆机构的特性分析,一.急回运动特性,极位夹角原动件曲柄在机构极限位置时所夹的锐角。,摆角从动件摇杆在机构极限位置时的夹角。,分目录,上一张,曲柄,摇杆,12且曲柄匀速t1t2,原动件匀速转动时,从动件往复运动速度快慢不同急回运动特性。,故：摇杆C点平均速度,分目录,上一张,摆角,时间t1,摆角,时间t2,4.铰链四杆机构的特性分析,四杆机构从动件空回行程平均速度与工作行程平均速度的比值称为行程速比系数，用K表示：,（2）当0，k1，机构有急回作用。,因此（1）当=0，k=1，机构无急回作用。,分目录,上一张,?,已知AB、BC、CD杆长，当k=1，试设计此铰链四杆机构?,4.铰链四杆机构的特性分析,压力角:从动件在点的受力F的方向与该点速度Vc方向所夹的锐角，称机构在此位置的压力角，用表示。,力F,有效分力,有害分力,压力角越小，推动机械运动的有效分力越大，故压力角越小越好。,二.压力角和传动角,分目录,上一张,Ft,Vc,4.铰链四杆机构的特性分析,传动角越大，推动机械运动的有效分力越大，故传动角越大越好。,当AB与AD重叠共线且BC与CD的夹角90时：min180-,为保证机构传动性能良好，通常要求：,min40,大功率机械：,min50,曲柄与机架两共线位置之一最小传动角位置,传动角：压力角的余角(锐角)，用表示。,分目录,上一张,4.铰链四杆机构的特性分析,死点位置：从动件的传动角等于零时机构所处的位置。,在死点位置：机构或是顶死，而不能运动；或是出现运动不确定。,图3-42,三.死点位置,分目录,上一张,4.铰链四杆机构的特性分析,克服死点的措施：,利用惯性,如增加飞轮。,采用几套相同的机构错位。,分目录,上一张,4.铰链四杆机构的特性分析,死点位置的利用：,分目录,上一张,4.铰链四杆机构的特性分析,飞机起落架机构,死点位置的应用,分目录,上一张,单击,死点位置的应用,死点位置的应用,分目录,上一张,作业：P28习题2-8,练习：习题2-3、25,1.曲柄存在条件铰链四杆机构基本类型的判断,课堂小结,4.死点位置,3.传动角与压力角定义、意义、最小传动角位置,2.急回运动特性极位夹角、行程速比系数,在图示铰链四杆机构中，已知各构件的长度,=25mm,=55mm,=40mm,=50mm,试：,1.判断机构为何种类型；2.当AB为原动件时，判断机构有无急回特性，若有，请作图表示机构的极位夹角，求机构的行程速比系数K；3.用作图法求当AB为主动件时，机构的最小传动角min。,练习1,设计任务：根据给定的运动要求选定机构的型式,并确定其各构件的尺寸参数。,设计的基本问题:,概述,分目录,上一张,5.平面四杆机构的设计,1）按照给定的运动规律设计四杆机构。,2）按照给定点的轨迹设计四杆机构。,设计方法：,作图法、解析法、实验法。,图解法：1.按给定的行程速比系数设计四杆机构,设计关键,找铰链中心A点的位置。,设计方法,平面四杆机构的设计,分目录,上一张,按设计,图解法：,平面四杆机构的设计,按设计,上一张,分目录,B1,N,C2,C1,D,A,B2,E,2.画辅助圆：,3.根据机架长度或位置确定A点：,4.连接AC1、C2，C1AC2=：,5.确定曲柄、连杆长度,按连杆位置设计,平面四杆机构的设计,上一张,分目录,已知：连杆的位置B1C1、B2C2、B3C3,设计关键：找圆心A、D。,设计步骤：,2.按连杆预定的位置设计四杆机构,1）作出已知的连杆位置B1C1、B2C2、B3C3,2）分别连接B1B2、B2B3、C1C2、C2C3,3）分别作B1B2、B2B3、C1C2、C2C3的垂直平分线nb12、nb23、nb12、nb23,取nb12与nb23的交点为A,nb12与nb23的交点为D。,4）连接AB1、C1D，并求得各构件尺寸长度。,（4）利用其他辅助条件完成设计。,（3）利用几何关系寻找问题的关键；,（2）将运动条件转化为几何条件；,（1）将已知的几何条件尽可能画出；,平面四杆机构的设计,本章小结,1、平面连杆机构的应用特点及四杆机构的基本类型；,2、四杆机构的演化：变运动副尺寸偏心轮；变构件长度移动副；机架的位置,3、四杆机构的基本特性：曲柄存在条件：铰链四杆机构的判别方法；急回特性：极限位置、摆角、极位夹角、行程速比系数传动角、压力角：分清原动件、从动件死点位置,4、四杆机构的设计：按给定连杆位置设计；按行程速比系数设计。,作业：P29习题2-12,练习2,图示一曲柄摇杆机构，已知机架长度lAD=70mm，摇杆长度lCD=55mm，摇杆左极限位置C1D与机架AD之间的夹角为45，若行程速比系数K=1.5，试用图解法确定：,1.摇杆的右极限位置CD2;