第10章平面连杆机构ppt课件.pptx

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1、第10章平面连杆机构机械设计基础机械设计基础第10章 平面连杆机构主讲：XXXX职业技术学院XXXXXQQ: 12345569 Tel:(1234)12345678第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构 构件间只有低副连接的机构称为连杆机构连杆机构（或低副机构）。 以上机构的构件均在同一平面内运动，并且是连杆机构，所以称这些机构为平面连杆机平面连杆机构。在平面连杆机构中，有四个构件组成的平面连杆机构称为平面四杆机构平面四杆机构。四杆机构都是用转动副相连的，则称这样的平面四杆机构为铰链四杆机构铰链四杆机构。第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构10.1 10.1 铰链四杆机构的基本形式铰

2、链四杆机构的基本形式曲柄：能作整周转动的构件；摇杆：作往复摆动的构件； 连杆：不与机架直接相联的构件；连架杆：连接机架与连杆的构件；铰链四杆机构三种基本形式:可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构.1曲柄摇杆机构 曲柄摇杆机构能将回转运动转换为往复摆动，也能将往复摆动转换为回转运动。 在铰链四杆机构中，若两个连架杆一个为曲柄、另一个摇杆的，称为曲柄摇杆机构。第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构2.双曲柄机构在铰链四杆机构中，若两个连架杆均为曲柄，则称为双曲柄机构。双曲柄机构的传动特点是当主动曲柄匀速转动时，从动曲柄一般做变速转动。平行四边行机构13AB C D 逆平行四边行机构第第1

3、010章章 平面连杆机构平面连杆机构逆平行四边形机构应用 防止平行四边形机构成为逆平行四边形机构的方法：(1)利用从动曲柄本身或附加质量的惯性来导向；(2)添加辅助构件；(3)采用机构的错位排列法。3双摇杆机构 在铰链四杆机构中，若两个连架杆均为摇杆，则称为双摇杆机构。双摇杆机构的传动特点是可将一种摆动转换成另一种摆动。在双摇杆机构中，如果两摇杆长度相等，则称为等腰梯形机构。第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构根据构件长度和机架位置确定铰链四杆机构基本类型的方法。 在铰链四杆机构中，如果最短杆加最长杆长度之和小于或等于其余两杆和长度之和，若最短杆的邻杆为机架，该机构为曲柄摇杆机构；若最短

4、杆为机架，该机构为双曲柄机构；若最短杆的对杆为机架，该机构为双摇杆机构。如果最短杆加最长杆长度之和大于其余两和长度之和，则不论取哪个构件为机架，均为双摇杆机构。例10.1 试根据图示各机构注明的尺寸和机架位置判断该机构的类型。(a) (b) (c) (d)答： (a) 曲柄摇杆机构；(b) 双曲柄机构；(c) 双摇杆机构；(d) 双摇杆机构。第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构10.2 10.2 含有一个移动副的四杆机构含有一个移动副的四杆机构1曲柄滑块机构 曲柄滑块机构能将旋转运动转换为往复直线移动或者把往复直线移动转换为旋转运动。曲柄连杆滑块机架 导路对心曲柄滑块机构曲柄滑块机构偏置

5、曲柄滑块机构滑块移动的距离H称为行程行程。曲柄作整周转动的条件是：lABlBCe。对心曲柄滑块机构：H2lAB。第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构偏心轮偏心轮机构偏心轮机构多用于受力较大且行程较小的剪床、冲床、颚式破碎机等机械中。2转动导杆机构导杆 构件4为滑块3提供导轨作用，称为导杆。转动导杆机构的传动特点是当曲柄匀速转动时，导杆做变速转动。第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构导杆3摆动导杆机构摆动导杆机构的传动特点是当曲柄匀速转动时，导杆做变速摆动。4摇块机构摇块机构的传动特点是它可将导杆的相对移动转化为曲柄的转动。5定块机构含有一个移动副的四杆机构可以进行许多运动的转换。第

6、第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构10103 3 平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 1急回特性 摇杆在两个极限位置的夹角称为摆角摆角。 主动件曲柄AB相应的两个位置之间所夹的锐角称为极位夹角极位夹角。 摇杆返回过程中，运动得较快(回去时比较急)的情况称为急回特性急回特性。 在一些断续负载得机械中，常利用机构的急回特性来缩短非生产时间，提高生产率。 为了反映机构急回特性的相对程度，工程上用急回特性(或称行程速度变化)系数K来表示，其定义是：K 从动件空行程的平均速度从动件工作行程的平均速度第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构 急回特性系数K与极位夹角之间的关系：02212

7、1111012212121/180180/KvC CtttvttC Ct从动件空行程的平均速度从动件工作行程的平均速度0-11801KK在机构设计时，通常根据工作要求预先选定急回特性系数K，然后算出极位夹角，再确定出各构件的尺寸。K值越大，极位夹角越大，机构急回越显著，但运动平稳性越差。设计时常取1K2。除曲柄摇杆机构外，偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构等也具有急回特性。第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构2压力角和传动角力F与点C速度vC方向之间所夹的锐角称为机构在此位置的压力角压力角，而力F与速度vC的垂直方向之间所夹的锐角称为机构在此位置的传动角传动角。和互为余角。Ft=Fcos=F

8、cos(90)= FsinFn=Fsin=Fsin(90) =Fcos Ft=Fcos Fn=Fsin越小，机构的传力性能越好。 压力角越小或传动角越大，有用分力Ft越大，有害分力Fn越小，对机构的传力越有利。在平面连杆机构中常用传动角或压力角的大小来衡量其传力性能的好坏。在曲柄摇杆机构中，由于用传动角来衡量其的传力性能比用压力角来得较方便，所以对于曲柄摇杆机构，工程上是用压力角来衡量其传力性能的好坏。曲柄摇杆机构在运动过程中，其传动角的大小是变化的。第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构为了保证机构良好的传力性能，一般要求曲柄摇杆机构在每个位置的均要超过40，即min40。 当曲柄AB转

9、到与机架AD重叠共线和拉直共线两位置AB1、AB2时，对应的传动角和中较小者为机构的最小传动角min。在曲柄滑块机构中，用压力角来衡量其的传力性能比用传动角来得较方便，所以用压力角来衡量其传力性能的好坏。由于曲柄滑块机构在不同的位置压力角的大小是不同的，所以设计时通常应使max50。max出现在曲柄在与偏距方向相反的一侧，且垂直于导路的位置。传动角或压力角的值可用计算法或图解法来确定。图解法，就是按比例作图然后从图上量取。第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构3死点压力角=90，传动角0时，机构处于称为死点位置(死点)。 对传动来说，死点是不利的，并且机构在死点位置时还会出现运动不确定现象

10、，这对传动来说也是不利的。工程中常利用从动曲柄的惯性来通过死点位置和克服运动不确定现象。钻床夹具利用死点夹紧工件。第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构10104 4 平面四杆机构中主要数据的确定平面四杆机构中主要数据的确定确定各杆长度的方法：图解法，计算法。 例例10.2 在示一般机械用的曲柄摇杆机构中，已知机架AD长度lAD=520mm，摇杆CD长度lCD=320mm，摇杆的摆角=60及摇杆的一个极限位置。试确定曲柄AB和连杆BC的长度lAB、lBC、极位夹角和最小传动角min，并判断其传力性能的好坏。AC1=697.5846mm，AC2=39

11、8.5979mm。lBClAB697.5846mmlBClAB398.5979mm 697.5846398.5979BCABBCABllll曲柄AB的长度lAB149.4934mm，连杆BC的长度lBC548.0913mm。极位夹角12.42第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构BDC=40.80，BDC97.44。18097.4482.56。 由于82.5640.80，所以该机构的最小传动角min40.80。由于最小传动角40.8040，所以该曲柄摇杆机构具有良好的传力性能。第第1010章章 平面连杆机构平面连杆机构例例10.3 图为曲柄为主动件的偏置曲柄滑块机构，尺寸如图所示（单位mm）。试确定滑块的行程H、极位夹角、急回特性系数k的值，并判别该机构传力性能的好坏。H311.704mm；位夹角13.102，最大压力角max38.682。急回特性系数00000018018013.1021.15718018013.102k最大压力角max38.68250，该曲柄滑块机构具有良好的传力性能。