连杆机构.ppt
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1、第二章 平面连杆机构及其分析与设计,第一节 概述(了解),容易制造,成本较低。,低副面接触,应力较小,承载能力较高。,容易实现力和运动的远距离传递。,可以实现多种运动要求。,不易平衡。,不易精确实现预期运动。,累计误差大。,效率低。,第二节 平面连杆机构的类型(了解),平面连杆机构分为四杆机构和多杆机构2类,平面四杆机构按所含移动副数目分为: 铰链四杆机构(基本型式); 含一个移动副的四杆机构; 含两个移动副的四杆机构。,一、 平面四杆机构的基本型式铰链四杆机构,铰链四杆机构分类,铰链四杆机构按两个连架杆的运动型式分3类:,1.曲柄摇杆机构,2.双曲柄机构,3.双摇杆机构,摇头风扇,飞剪,雷达
2、,鹤式起重机,缝纫机踏板机构,震动筛,汽车转向机构,连杆步进输送机构,二、 平面四杆机构的演化,铰链四杆机构的3种型式、铰链四杆机构与其它四杆机构之间都可通过下列演化途经相互转换。,途径2: 改换机架(改变机构类型),途径1: 转动副转化成移动副(改变机构类型),途径4: 扩大运动副尺寸(不改变机构类型),途径3: 改换轨迹的包容关系(不改变机构类型),曲柄滑块机构,定块机构,摇块机构,摆动导杆机构,转动导杆机构,叽桶,自卸车机构,开门机构,牛头刨床,含一个移动副的四杆机构,没找到,正弦机构,正切机构,双转动滑块机构,双移动滑块机构,含两个移动副的四杆机构,第三节 平面连杆机构的工作特性(重点
3、),本节要掌握3种典型机构(曲柄摇杆、曲柄滑块、摆动导杆机构)的4个问题(曲柄存在条件、急回特性、压力角/传动角和死点位置)。,一、 运动特性,1. 铰链四杆机构具有整转副的条件,铰链四杆运动链具有整转副的条件,若最长杆与最短杆的长度之和其余两杆长度之和(称为杆长条件),则所有最短杆两边的转动副为整转副。其余为摆转副。,铰链四杆机构曲柄存在条件,满足杆长条件;,最短杆为连架杆,得到曲柄摇杆机构;,最短杆为机架,得到双曲柄机构;,最短杆为连杆,得到双摇杆机构;,不满足杆长条件,永远无曲柄。,曲柄滑块机构曲柄存在的条件,对心式: L1 L2,偏心式: L1 +e L2,对心式,偏心式,导杆机构曲柄
4、存在的条件,无条件存在曲柄,摆动导杆机构,转动导杆机构,极位夹角():输出构件在两个极限位置时,主动曲柄的一个位置的方向与第二位置的反方向之间的夹角 。,2.急回运动特性(会画极位夹角),曲柄摇杆机构的急回运动特性,行程速比系数K,曲柄摇杆,曲柄滑块机构,对心式:,偏心式:,= 0,K=1,无急回特性。,0,K 1,有急回特性。,摆动导杆机构,0,K 1,有急回特性。,特殊性:极为夹角=最大摆角 。,教材定义极为夹角为锐角是可疑的。,3. 运动的连续性(了解),=120,压力角和传动角的定义(熟知),设计有要求: min ,含义:表征机构传力性能的指标。,压力角:输出构件受力方向与受力点速度方
5、向之间所夹锐角。,传动角:压力角的余角。,1.压力角与传动角,二、 传力特性,会画三种机构压力角和传动角, 90时, =180,铰链四杆机构:,三种机构min出现的位置(熟知),曲柄摇杆机构:,min 出现在曲柄与机架共线的两个位置之一。,曲柄滑块机构:,min 出现在曲柄与机架垂直的两个位置之一。,=0,2. 机构的死点位置,出现死点位置的条件,往复运动构件为主动件,曲柄为输出构件。,死点的位置特征:,=0或连杆与曲柄共线。,以曲柄为主动件 的极限位置。,克服死点位置的措施,惯性:例如缝纫机,错位安装:例如火车,利用死点位置,例如:飞机起落架,夹具,第四节 平面连杆机构运动分析,一、 瞬心法
6、及其应用,P绝对瞬心,P,P绝对瞬心,2,P,绝对瞬心的一种求法,P21,P21 相对瞬心,P21 相对瞬心,相对瞬心的一种求法,两构件瞬时相对转动中心。 或两个构件绝对速度相同的重合点。 或两个构件相对速度为零的重合点。,1.速度瞬心,P12 ,P12,3. 瞬心的求法,(1)转动副:,(2)移动副:,可确定瞬心位置。,P12所在线,1) 通过运动副直接相联的两个构件的瞬心,可确定瞬心位置。,(3)高 副:,可确定瞬心所在线。,三心定理: 作平面运动的3个构件的3个瞬心在一条直线上。,2)两构件不相联或高副瞬心的确切位置,用三心定理确定。,【教师例2-1】 求曲柄滑块机构的速度瞬心。,【解】
7、 1. 瞬心数:Nn(n-1)/26,2.利用运动副求瞬心;,3.三心定律求瞬心。,P12,P23,P34 ,P14,4. 瞬心在速度分析中的应用,P12,P23,P34 ,P14,技巧:瞬心多边形演示。,2,1,4,3,6,3,2,4,5,P16,P12,P36,P23,P45,P34,P56,如果瞬心多边形的待求线不能与已知线构成2个三角形,则该瞬心求不出来。比如P14 、P15 、P24、P25 。,【教师例2-2】 求凸轮机构的速度瞬心。,【解】,1.利用运动副求瞬心;,2.三心定理求瞬心。,P13,P23 ,【例教师2-3】图示为铰链四杆机构的机构运动简图,长度比例尺为L(m/mm)
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