3zh连杆机构设计s解析

第三章平面连杆机构及其设计第一节平面连杆机构的概述平面连杆机构的特点常见平面连杆机构类型平面连杆机构设计的基本问题一、平面连杆机构的特点平面连杆机构是由若干个构件通过低副联接而成的机构,又称为平面低副机构。

由四个构件通过低副联接而成的平面连杆机构,称为四杆机构。

如果所有低副均为转动副,这种四杆机构就称为铰链四杆机构。

利用平面连杆机构中的连杆可满足多种运动轨迹的要求根据从动件所需要的运动规律或轨迹来设计连杆机构比较复杂,精度不高运动时产生的惯性难以平衡,不适用于高速场合2.缺点由于是低副,为面接触,所以承受压强小、便于润滑、磨损较轻,可承受较大载荷结构简单,加工方便,构件之间的接触是由构件本身的几何约束来保持的,所以构件工作可靠可使从动件实现多种形式的运动,满足多种运动规律的要求1.优点曲柄摇杆机构双曲柄机构二、常见平面连杆机构类型平行四边形机构反平行四边形机构双摇杆机构含移动副的四杆机构三、平面连杆机构设计的基本问题一个设计过程:已知条件→构件尺寸

三类基本问题:三种设计方法简明易懂,精确性差精确度好,计算繁杂形象直观,过程复杂实验法图解法解析法实现给定运动轨迹实现已知运动规律实现构件给定位置第二节平面四杆机构的基本型式及其演化铰链四杆机构含一个移动副的四杆机构含两个移动副的四杆机构偏心轮机构一、铰链四杆机构1.曲柄摇杆机构在两连架杆中,一个为曲柄,另一个为摇杆。

应用举例:牛头刨床横向进给机构、搅面机、卫星天线、飞剪缝纫机脚踏板机构、自行车、走步机、送料机构

一般曲柄主动,将连续转动转换为摇杆的摆动,也可摇杆主动,曲柄从动。

运动特点:曲柄摇杆机构应用实例搅面机曲柄摇杆机构应用实例卫星接收装置曲柄摇杆机构应用实例缝纫机脚踏板机构曲柄摇杆机构应用实例自行车曲柄摇杆机构应用实例跑步机曲柄摇杆机构应用实例自动送料机构两连杆架均为曲柄的四杆机构应用举例:惯性筛、插床机构运动特点:2.双曲柄机构主动曲柄匀速转动,从动曲柄变速回转双曲柄机构应用实例惯性筛双曲柄机构应用实例插床机构两连杆架均为摇杆的四杆机构港口起重机、飞机起落架、车辆的前轮转向机构应用举例:3.双摇杆机构运动特点:两连架杆均不能作整周回转双摇杆机构应用实例摇头风扇双摇杆机构应用实例车辆的前轮转向机构双摇杆机构应用实例飞机起落架双摇杆机构应用实例港口起重机选择连杆上合适的点,轨迹为近似的水平直线二、含一个移动副的四杆机构扩大转动副,使转动副变成移动副选用不同的构件为机架曲柄滑块机构曲柄摇块机构导杆机构直动滑杆机构摆动导杆机构对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构含一个移动副的四杆机构应用举例唧筒机构曲柄摇块机构——自卸卡车车厢三、含两个移动副的四杆机构正切机构双转块机构双滑块机构四、偏心轮机构曲柄滑块机构演化小型刨床应用实例构件2和构件4均能作整周转动

当杆2的长度小于机架长度时,导杆4只能作来回摆动,又称为摆动导秆机构,牛头刨中的主运动机构是它的应用实例第三节平面四杆机构的主要工作特性转动副为整转副的充分必要条件行程速度变化系数压力角和传动角死点位置一、转动副为整转副的充分必要条件设a＜d,则当AB杆能绕轴A相对于AD杆作整周转动时,AB杆必须占据与AD杆共线的两个位置a≤d,a≤b,a≤ca≤d,a≤b,a≤c在△B"C"D中b≤(d-a)+c在△B'C'D中即a+b≤d+c(3-2)c≤(d-a)+b即a+c≤d+b(3-3)a+d≤b+c(3-1)将式3-1、3-2.3-3两两相加，可得即AB杆为最短杆铰链四杆机构有一个曲柄的条件:(1)最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆长度之和;(2)最短杆为连架杆。选任一杆为机架,都能实现完全相同的相对运动关系,这称为运动的可逆性。

在一个四杆机构中,选取不同的构件作机架,以获得输出构件与输入构件间不同的运动特性。这一方法称为连杆机构的倒置。

2.若机构满足杆长之和条件,则(1)以最短杆的邻边为机架时为曲柄摇杆机构(2)以最短杆为机架时为双曲柄机构(3)以最短杆的对边为机架时为双摇杆机构1.若机构不满足杆长之和条件则只能成为双摇杆机构判别铰链四杆机构的基本类型同一机构取不同的构件为机架演示各构件长度变化时,四杆机构的运动情况二、行程速度变化系数原动件作匀速转动,从动件作往复运动的机构,从动件正行程和反行程的平均速度不相等的现象。

1.急回运动特性2.行程速度变化系数∴极位夹角θ（∠C2AC1)（其值与构件尺寸有关，可能<90°，>90°)BCDAC21CB12Bj1j2wqψ曲柄滑块机构摆动导杆机构B12jeB1CAj1qw1C22慢行程CB1B2Aqywj12j三、压力角和传动角ADwBdCB1B2C1C2dmaxdminFtFnFagνC压力角:从动件所受的力F与受力点速度Vc所夹的锐角a。

1.压力角a有效分力:Ft=Fcosa有害分力:Fn=Fsinaa愈小,机构传动性能愈好。

2.传动角g传动角:连杆与从动件所夹的锐角g。g=900-ag越大,机构的传动性能越好,设计时一般应使gmin≥40°,对于高速大功率机械应使gmin≥50°。

传动角的计算当d

900,g=d;当d>900，g=1800-d对于曲柄滑块机构,当主动件为曲柄时,最小传动角出现在曲柄与机架垂直的位置。

对于摆动导杆机构由于在任何位置时主动曲柄通过滑块传给从动杆的力的方向,与从动杆上受力点的速度方向始终一致,所以传动角等于90度。

最小传动角的位置铰链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。四、死点位置在从动曲柄与连杆共线的连个位置之一时,出现机构的传动角g=0,压力角a=90的情况,这时连杆对从动曲柄的作用里恰好通过其回转中心,不能推动曲柄转动,机构的这种位置称为死点位置。

利:工程上利用死点进行工作。

弊:机构有死点，从动件将出现卡死或运动方向不确定现象，对传动机构不利1.死点的位置2.死点的利弊1)增大从动件的质量、利用惯性度过死点位置。

3.度过死点的方法2)采用机构错位排列的方法第四节实现连杆给定位置的平面四杆机构运动设计图解法解析法一、图解法已知：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:①连接B1B2.B2B3，作线B1B2.B2B3的垂直平分线b12.b23，交于A点；②连接C1C2.C2C3，作线C1C2.C2C3的垂直平分线c12.c23，交于D点；③连接AB1.C1D。

1.连杆位置用动铰链中心表示刚化反转法2.连杆位置用连杆平面上任意两点表示已知：连杆平面上两点MN的三个位置（M1N1,M2N2,M3N3)要求:设计铰链四杆机构M1N1ADB1C1M2N2M3N3A2D2A3D3设计步骤:①连接AM2.DN2②转动四边形AM2N2D.使M2N2与M1N1重合得点A2、D2⑤连接AA2.AA3，作线AA2.AA3的垂直平分线，交于B1点；⑦连接AB1.B1C1.C1D。

④

转动四边形AM3N3D.使M3N3与M1N1重合得点A3、D3⑥连接DD2.DD3，作线DD2.DD3的垂直平分线，交于C1点；③连接AM3.DN3第五节实现已知运动规律的平面四杆机构运动设计图解法解析法一、图解法按给定行程速度变化系数K设计四杆机构按给定行程速度变化系数K设计四杆机构已知:曲柄摇杆机构摇杆长度c、摇杆摆角ψ、行程速比系数K和曲柄长度a，设计此机构C1C2EADFO按给定行程速度变化系数K设计四杆机构已知:曲柄摇杆机构摇杆长度c、摇杆摆角ψ、行程速比系数K和连杆长度b，设计此机构C1C2HADMO按给定速度变化系数K设计导杆机构按给定的K、S值,设计曲柄滑块机构C1C2S2qSADBCee若给定

K、S、e.AB=—————AC2-AC12BC=—————AC2+AC12铰链四杆机构的运动连续性第六节实现已知运动轨迹的平面四杆机构运动设计图谱法连杆曲线（定义)：四杆机构运动时，连杆作为平面复杂运动，对其上面任意一点都能描绘出一条封闭曲线，这种曲线称为连杆曲线。

原理:连杆曲线的形状随