平面连杆2.ppt

1、平面四杆机构的倒置,定块机构,摇块机构,转动导杆机构（摆动导杆机构）,曲柄滑块机构,对心曲柄滑块机构In-line slider-crank mechanism,偏置曲柄滑块机构 Eccentric (or offset) slider-crank mechanism .,图1,图2,二.曲柄存在条件：,2-2 平面四杆机构的基本特征 28,取决于机构各杆的相对长度和机架的选择,A,D,B,B,B”,C,C,C”,例:AB22,BC50,CD38,AD45,两两相加 l1l2 l1l3 l1l4,当杆1处于AB ”位置 AC ”D, l1l2l3l4 (2-6),(l2l1) l3 l4 l1

2、l4l2l3 (2-3) (l2l1) l4 l3 l1l3l2l4 (2-4),当杆1处于AB 位置 AC D,(曲柄l1,连杆l2,摇杆l3,机架l4)当AB能摆至与 连杆共线的极位AB及AB”时 能顺利通过整转副。,曲摇机构,L1最短,一.平面四杆机构有整转副的条件:,二.曲柄存在条件：（转动副为整转副）,1.整转副存在条件:,2.推论:,实例分析: AB70, BC90, CD110, AD40,(1)最短与最长杆之和小于其它两杆之和 (2)整转副是由最短杆及其邻边组成的,(满足条件1) (1)最短杆在机架上 (2)最短杆在机架邻边 (3)最短杆在机架对边,双曲柄机构,曲柄摇杆机构,双

3、摇杆机构,ADCD40110150ABBC160,当：AD为机架 AB或DC为机架 BC为机架,双曲柄,曲柄摇杆,双摇杆,作业2-1 p.35,各杆长度满足杆长条件,原理P144 8-6,如果 LMAX +LMIN =Lb +Lc, 四个运动副会共线.,在共线的时刻,输出的构件的运动具有不确定性，这些位置叫做拐点。,按照四边形 AB2C2D 运动的机构叫平行四边形机构, 按照四边形 AB2C2D 运动的机构叫反平行四边形机构 。,如图所示, 用相差90的虚约束来避免拐点。 从而保证运动的确定性。,反平行四边形机构被用在公共汽车门上,Table 8-1 铰链四杆机构的类型判断,LminLmaxL

4、1 LiLjL2,思考题8-7,对心曲柄滑块机构, 对心曲柄滑块机构曲柄存在的条件?, 偏置曲柄滑块机构曲柄存在的条件?, L1L2,LminLmaxL1(e) LiLjL2, L1eL2,二.死点位置 三.压力角和传动角,二.急回运动:,工作行程: 空回行程:,B2B1 ( 2) C2C1 () 1 2 , 而不变,B1B2 (1) C1C2 (), 工作行程时间空回行程时间,曲柄(主)匀速转动(顺) 摇杆(从)变速往复摆动,极位:,曲柄与连杆共线(B1、 B2)摇杆极位C1、C2, 缩短非生产时间, 提高生产率,例：牛头刨床、 往复式输送机,其运动特性行程速度变化系数(行程速比系数)K,极

5、位夹角(摇杆处于两极位时，对应曲柄所夹锐角),K 急回运动性质,(2-5),曲柄摇杆机构曲柄主动 急回,因为 =0o, 没有急回特性,思考题： 对心曲柄滑块机构的急回特性如何？,在摆动导杆机构中，导杆的两个极限位置发生在曲柄AB垂直于摇杆的两个位置 CD1 and CD2,思考题： 摆动导杆机构的急回特性如何？,D1CD2 是从动件CD的摆动角 max .,在该连杆机构中，极位夹角 碰巧等于从动件摆动角max. The coefficient of travel speed variation K, or the time ratio, is K=(180o+)/(180o-).,注意！不是出

6、现在水平位置！,三、压力角和传动角 p.22倒6, 图2-7,1.压力角,2.传动角,：BC是二力杆,驱动力F 沿BC方向,作用在从动件上的驱动力F与该力作用 点绝对速度VC之间所夹的锐角。,连杆与从动杆所夹锐角 有效力Fsin 40,有效力Fcos （方便）传动角 = 90 (的余角),作业：2-3, 2-4 p.38,VC沿导轨(CD),分析,机构的传动角一般在运动链的最后一个从动件上度量。,The and must be drawn on the driven link,当BCD90时， BCD,当BCD90时，,180-BCD,当BCD最小或最大时，都有可能出现min,min极值出现在

7、哪里？,BCD最小，1B1C1D BCD最大，2180-B2C2D,在BCD中，由余弦定律有：BD2b2c22bccosBCD,在ABD中： BD2a2d22adcosBAD,则：,当BAD0时，BCD最小,当BAD180时，BCD最大,1B1C1D,2180-B2C2D,min1, 2 min,此位置一定是：主动件与机架共线两处之一。,思考题8-10:,在曲柄滑块机构中, 如果曲柄是主动件，滑块是从动，那么连杆BC和导路的夹角就是压力角， =90.,max 和 min, 出现在曲柄AB与机架共线 的位置.,四. 死点位置 p.31第6,从动件与连杆共线卡死,当摇杆为主动件, 而曲柄AB与 连

8、杆BC共线时(摇杆CD处于极位) CD(主)通过连杆加于曲柄的驱动力F正好通过曲柄的转动中心A 不能产生使曲柄转动的力矩。,图2-4曲柄摇杆机构,图2-5,曲柄摇杆机构摇杆主动死点,死点,极位 死点,死点出现在摇杆或滑块是主动件的情况下,死点发生在两个极限位置。,极位,死点,可以看出，极位和死点实际上是机构的同一位置，所不同的仅是机构的原动件不同,如果构件 AB 是主动轴，那么在DC极位附近，AB只需要很小转矩就可以产生巨大的带动DC转动的动力。,所以，在铰链四杆机构中（平行四边形机构除外），曲轴是主动轴时，不会出现死点。,靠飞轮的惯性(inertia of flywheel)如内燃机、缝纫机

9、等。,死点避免措施：两组机构错开排列(providing the duplicate linkage 90out of phase)，如火车轮机构;,平行四边形机构2,平行四边形机构1,If a rocker or a slider is the driver, a flywheel(飞轮) on the driven crank will be required to carry the mechanism through the dead point.,A flywheel on the driven crank is used to carry the mechanism through the dead point.,在一些情况下，由于死点的自锁性能 self-locking(自锁) feature(性能)，工程实践当中还要利用它.,An example of the application of a dead point is the clamping device(夹具) on machine tools(机床).,飞机起落架机构 在构件CD上只要施加很小的转矩就能防止它旋转，起落架不会折回。,例1 飞机起