机械原理平面连杆机构及设计PPT教案

1、会计学1机械原理平面连杆机构及设计机械原理平面连杆机构及设计第1页/共72页 若干个构件全用联接而成的机构，也称之为。一、一、 第2页/共72页第3页/共72页四杆机构四杆机构六杆机构六杆机构第4页/共72页第5页/共72页第6页/共72页第7页/共72页第8页/共72页第9页/共72页第10页/共72页第11页/共72页第12页/共72页第13页/共72页机架机架连杆连杆 在中，能绕其轴线回转360者称为；仅能绕其轴线往复摆动者称为。一、一、平面四杆机构的基本形式平面四杆机构的基本形式1）曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构：一个连架杆为曲柄，另一个为摇杆。一个连架杆为曲柄，另一个为摇杆。2）双曲柄机构

2、双曲柄机构：两连架杆均为曲柄。两连架杆均为曲柄。3）双摇杆机构双摇杆机构：两连架杆均为摇杆。两连架杆均为摇杆。4第14页/共72页1、转动副转化为移动副、转动副转化为移动副44曲柄滑块机构曲柄滑块机构铰链四杆机构铰链四杆机构第15页/共72页2)曲柄滑块机构1)曲柄滑块机构第16页/共72页sinABls 正弦机构正弦机构曲柄移动导杆机构曲柄移动导杆机构第17页/共72页第18页/共72页第19页/共72页机构机构（机构）机构）曲柄机构机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄曲柄机构机构第20页/共72页摇块机构广泛应用于摆动式内燃机和液压驱动装置内。如图所示自卸卡车翻斗机构及其运动简图。在该机构中，

3、因为液压油缸3绕铰链C摆动，故称为摇块。第21页/共72页直动滑杆机构直动滑杆机构第22页/共72页第23页/共72页第24页/共72页将转动副将转动副B B加大，直至把加大，直至把转动副转动副A A包括进去，成为包括进去，成为几何中心是几何中心是B B，转动中心，转动中心为为A A的偏心圆盘。的偏心圆盘。第25页/共72页第26页/共72页BDAC1234abcd为什么关注有曲柄条件为什么关注有曲柄条件？第27页/共72页 欲使连架杆欲使连架杆AB成为曲柄，则必须使成为曲柄，则必须使AB通过通过与机架共线的两个位置，与机架共线的两个位置，第28页/共72页三角形三角形 任意两边之和必大于第三

4、边任意两边之和必大于第三边 任意两边之差小于第三边任意两边之差小于第三边即必须满足即必须满足 a+d b+c (2-1) |d-a| |b-c| (2-2)第29页/共72页欲使连架杆欲使连架杆AB成为曲柄，则必须使成为曲柄，则必须使AB通过通过与机架共线的两个位置，即必须满足与机架共线的两个位置，即必须满足 a+db+c (1) |d-a|b-c| (2)abacad从而可得从而可得(1) 若若da，则可得，则可得a+bc+d (若若bc) a+cb+d (若若cb) a+db+c 第30页/共72页结论（平面铰链四杆机构有曲柄的条件）：1）与中必有一杆为四杆机构中的；2）与之和应 的杆长之

5、和。（） )bc (bacd) cb(cabdcbad(2) 若若da 则可得则可得 cdbdad第31页/共72页1、若：u 以最短杆的相邻构件为机架最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为摇杆，即该机构为；u 以最短杆为机架最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为；u 以最短杆的对边构件为机架最短杆的对边构件为机架，则无曲柄存在，即该机构为。2、若，该机构是，该机构是。注意：注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的：最长杆的杆长最长杆的杆长 其余三杆长度之和其余三杆长度之和。第32页/共72页babaeA显然，需满足: BCCB 第33页/共72页eC”B” abBCCB A第3

6、4页/共72页第35页/共72页Eed-aaCABdBE第36页/共72页Eed+eaCABd第37页/共72页C2B2 2摆角摆角极位夹角极位夹角 1=180+, 2=180-显然：若显然：若，则：，则：是否存在急回特性的四杆机构?第38页/共72页= v2 / v1 =（C1C2 / t2 ）/ （ C1C2 / t1 ）= t1 / t2 = 1 / 2 = 输出件空回行程的平均速度输出件空回行程的平均速度 输出件工作行程的平均速度输出件工作行程的平均速度=行程速度变化系数行程速度变化系数第39页/共72页C2BB1C1B2C是否存在的曲柄滑块机构?A第40页/共72页AB1DCB2 =

7、 是否存在的导杆机构?第41页/共72页F1 = FcosF2 = FsinABCDFvcF1F21、:在不计摩擦力、惯性力和重力的条件下，机构中驱使与输出件上受力点的间所夹的，称为机构，通常用表示。第42页/共72页传动角传动角：压力角的余角。机构的传动角和压力角作出如下规定：机构的传动角和压力角作出如下规定：min；= 30 60；max。、分别为许用传动角和许用压力角。分别为许用传动角和许用压力角。vcABCDFF1F2通常用表示.第43页/共72页F vFABC123vB3FvB3ABC123= 0 = 90nnvB3FABC231vF第44页/共72页= arccosb2+c2-d2

8、-a2+2adcos /2bc. = 0 , min= arccosb2+c2-(d-a)2/2bcBCminF2ABCD FvcF1 abcd FVc=或或 = 180 -BCmax = 180 , max= arccosb2+c2-(d+a)2/2bc min=min , 180 -maxmin第45页/共72页BABCC eab min= =arccos（a+e)/b 为提高机械传动效率，应使其为提高机械传动效率，应使其最小传动角最小传动角处于工作阻力较小的空回行程中。处于工作阻力较小的空回行程中。cos =（asin +e)/babBBACBCC min 第46页/共72页 在不计构件

9、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（=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）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使机构运动，这个位置称为机构的。F1 = FcosF2 = FsinDABCFvBFDACv第47页/共72页第48页/共72页第49页/共72页第50页/共72页第51页/共72页连杆机构的运动连续性：指该机构在运动中能够连续实现给定的各个位置。连杆机构的运动连续性：指该机构在运动中能够连续实现给定的各个

10、位置。错位不连续错位不连续：在左图中，当曲柄转动时，摇杆不可能从CD位置转到CD位置，把连杆机构的这种运动不连续称为错位不连续。即：不可能要求从动件在两个不连通的内（C1DC2，C1DC2）连续运动。错序不连续错序不连续：在右图中，要求连杆依次占据B1C1、B2C2、B3C3，当AB沿逆时针转动可以满足要求，但沿顺时针转动，则不能满足连杆预期的次序要求，把机构的这种运动不连续问题称为错序不连续。A(B)BCC1C2C1CC2 1 2DB1B3B2C1C3C2AD当曲柄AB连续转动时，摇杆CD可以在其摆角或范围内往复摆动，称此两个范围为机构的可行域。第52页/共72页第53页/共72页第54页/共72页第55页/共72页第56页/共72页第57页/共72页第58页/共72页第59页/共72页第60页/共72页演示软件第61页/共72页第62页/共72页第63页/共72页第64页/共72页第65页/共72页AB=(AC2-AC1)/2BC=(AC1+AC2)/2AC1=BC-ABAC2=BC+AB确定比例尺确定比例尺llADlBClABADlBClABl,) 1(,:klCD已知BCADAB、l、ll，：A并确定杆长点位置求) 1() 1(180kk第66页/共72页已知：已知：C1 、C2位置（行程位置（行程H），），K,eAC1B1B2BCoeC