机械原理平面连杆机构优秀PPT.ppt

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1、机械原理平面连杆机构机械原理平面连杆机构你现在浏览的是第一页，共34页常用其所含的杆数而命名，常用其所含的杆数而命名，应用举例应用举例契贝谢夫四足步行机构（动画）曲柄滑块机构曲柄滑块机构摆动摆动导杆机构导杆机构共同特点：共同特点：机构的原动件机构的原动件1 1和从动件和从动件3 3的运动都需要经过的运动都需要经过连杆连杆2 2来来传动。传动。机构中的运动副均为低副。机构中的运动副均为低副。故也称故也称低副机构低副机构。构件多呈现杆的形状，构件多呈现杆的形状，如如四杆机构、四杆机构、六杆机构六杆机构等。等。例例 铰链四杆机构铰链四杆机构 故常称构件为故常称构件为杆杆。第第5 5章章 平面连杆机构

2、平面连杆机构故称故称连杆机构连杆机构图片你现在浏览的是第二页，共34页构件多呈现杆的形状：可实现多种运动变换和运动规律；连杆曲线形状丰富，可满足各种轨迹要求。缺点：运动链长，累积误差大，效率低；惯性力难以平衡，动载荷大，不宜用于高速运动；一般只能近似满足运动规律要求。运动副一般为低副：优点：第第5 5章章 平面连杆机构平面连杆机构你现在浏览的是第三页，共34页5.15.1 平面四杆机构的类型和应用平面四杆机构的类型和应用5.1.15.1.1平面四杆机构的基本形式平面四杆机构的基本形式铰链四杆机构铰链四杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构双摇杆机构双摇杆机构第第5 5章章 平面连杆

3、机构平面连杆机构你现在浏览的是第四页，共34页5.1.2 5.1.2 平面四杆机构的演化形式平面四杆机构的演化形式5.1 5.1 平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1 1.转动副转化成移动副转动副转化成移动副2 2.选取不同的构件为机架（机构的倒置）选取不同的构件为机架（机构的倒置）3.3.改变运动副的尺寸改变运动副的尺寸铰链四杆机构的倒置铰链四杆机构的倒置曲柄滑块机构的倒置曲柄滑块机构的倒置演化型式四杆机构的应用演化型式四杆机构的应用基本型式四杆机构的应用基本型式四杆机构的应用你现在浏览的是第五页，共34页5.2 5.2 平面四杆机构的基本知识平面四杆机构的基本知识1.1.铰链

4、四杆机构有曲柄的条件铰链四杆机构有曲柄的条件最短杆长度最长杆长度最短杆长度最长杆长度 其余两杆长度之和；其余两杆长度之和；组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。（2 2）铰链四杆机构有曲柄的条件）铰链四杆机构有曲柄的条件最短杆为连架杆或机架。最短杆为连架杆或机架。（1 1）周转副的条件）周转副的条件各杆长度应满足杆长条件；各杆长度应满足杆长条件；杆长条件各杆长度满足杆长条件各杆长度满足杆长条件你现在浏览的是第六页，共34页此时不论以何杆为机架，机构均为双摇杆机构。则机构为双曲柄机构；当最短杆为连架杆时，如果各杆长度不满足杆长条件，则机构无周转副，则机构为曲

5、柄摇杆机构；当最短杆的相对杆为机架时，当最短杆为机架时，机构为双摇杆机构。结论：如果铰链四杆机构各杆长度满足杆长条件，5.2 5.2 平面四杆机构的基本知识平面四杆机构的基本知识你现在浏览的是第七页，共34页含移动副四杆机构的曲柄存在条件偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件：最短杆长度偏距连杆的长度；连架杆为最短杆。对心曲柄滑块机构有曲柄的条件：最短杆长度连杆的长度；连架杆为最短杆。5.2 5.2 平面四杆机构的基本知识平面四杆机构的基本知识你现在浏览的是第八页，共34页压力角压力角a a ：从动件的受力方向和速度方向所夹的锐角：从动件的受力方向和速度方向所夹的锐角传动角传动角 ：压力角的余角：压力角

6、的余角g g=90=900 0-a aF F v v g gminmin440 05.2 5.2 平面四杆机构的基本知识平面四杆机构的基本知识5.2.2 5.2.2 压力角与传动角压力角与传动角从动件与连从动件与连杆的夹角杆的夹角从动件与连杆所夹锐角从动件与连杆所夹锐角你现在浏览的是第九页，共34页最小传动角的确定：最小传动角的确定：5.2.2 5.2.2 压力角与传动角压力角与传动角曲柄摇杆机构的曲柄摇杆机构的 minmin出现在主动件曲柄与机架共线出现在主动件曲柄与机架共线的两位置之一。的两位置之一。你现在浏览的是第十页，共34页曲柄滑块机构的曲柄滑块机构的 minmin出现在曲柄与导路垂

7、直的位置出现在曲柄与导路垂直的位置g gminmin导杆机构导杆机构在任何位置在任何位置 minmin都等于都等于9090o o。5.2.2 5.2.2 压力角与传动角压力角与传动角你现在浏览的是第十一页，共34页5.2.3 5.2.3 急回运动和行程速比系数急回运动和行程速比系数5.2 5.2 平面四杆机构的基本知识平面四杆机构的基本知识（1 1）急回运动）急回运动t t2 2t t1 1（2 2）行程速比系数）行程速比系数K Kv v2 2v v1 1K K =1 18 80 0 1 18 80 0 =结论结论极位夹角极位夹角 0 0，机构有急回运动特性机构有急回运动特性偏置曲柄滑块机构偏

8、置曲柄滑块机构摆动导杆机构摆动导杆机构你现在浏览的是第十二页，共34页F F =0 0连连杆杆与与曲曲柄柄在在两两个个共共线线位位置置时时，主主动动件件摇摇杆杆通通过过连连杆杆作作用用于于从从动动件件曲曲柄柄上上的的力力F F通通过过其其回回转转中中心心，0 0，曲柄不能转动。曲柄不能转动。F F =0 0=0 =0 =90=90 有效分力等于零有效分力等于零5.2.4 5.2.4 死点位置死点位置5.2 5.2 平面四杆机构的基本知识平面四杆机构的基本知识 机构的这种位置称为机构的这种位置称为“死点死点”。曲柄滑块机构曲柄滑块机构摆动导杆机构摆动导杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构你现在浏览的是

9、第十三页，共34页如何使机构顺利通过死点位置？如何使机构顺利通过死点位置？利用飞轮惯性利用飞轮惯性机构错位排列机构错位排列5.2 5.2 平面四杆机构的基本知识平面四杆机构的基本知识你现在浏览的是第十四页，共34页利用死点位置利用死点位置飞机起落架飞机起落架工件工件P PA AB BC CD D1 12 23 34 4工件工件A AB BC CD D1 12 23 34 4工件工件P P钻孔夹具钻孔夹具 T T 0 0A AB BC CD DF FF F 0 0A AB BD DC C5.2 5.2 平面四杆机构的基本知识平面四杆机构的基本知识你现在浏览的是第十五页，共34页5.3.1 5.3

10、.1 平面四杆机构设计的两类基本问题平面四杆机构设计的两类基本问题实现连杆工作要求的设计问题实现连杆工作要求的设计问题满足预定的连杆位置满足预定的连杆位置例例1 1 小型电炉炉门的开闭机构小型电炉炉门的开闭机构满足预定轨迹要求满足预定轨迹要求 例例1 1 鹤式起重机鹤式起重机例例2 2 搅拌机构搅拌机构5.35.3 平面四杆机构设计的图解法平面四杆机构设计的图解法实现连架杆工作要求的设计问题实现连架杆工作要求的设计问题满足两连架杆预定的对应位置要求满足两连架杆预定的对应位置要求例例1 1 流量指示机构流量指示机构满足给定行程速比系数满足给定行程速比系数K K的要求。的要求。例例2 2 牛头刨床

11、机构牛头刨床机构你现在浏览的是第十六页，共34页5.35.3 平面四杆机构设计的图解法平面四杆机构设计的图解法A AB BC CD DB Bi iC Ci i基本方法：作图求解各铰链中心的位置基本方法：作图求解各铰链中心的位置各铰链间的运动关系：各铰链间的运动关系：基本任务：作图确定各构件运动尺寸基本任务：作图确定各构件运动尺寸5.3.15.3.1 平面四杆连杆机构设计的基本问题平面四杆连杆机构设计的基本问题你现在浏览的是第十七页，共34页5.3.25.3.2 按给定连杆的位置设计连杆机构按给定连杆的位置设计连杆机构 给定连杆两位置或三位置及活动铰链给定连杆两位置或三位置及活动铰链B B、C

12、C找圆心找圆心A A、D D（固定铰链）（固定铰链）你现在浏览的是第十八页，共34页给定连杆一直线的两位置或三位置及固定铰链给定连杆一直线的两位置或三位置及固定铰链A A、DD机构反转法机构反转法(倒置倒置)：E E1 1F F1 1新机架新机架BB、C C固定铰链固定铰链5.3.5.3.2 2 按给定连杆的位置设计连杆机构按给定连杆的位置设计连杆机构 你现在浏览的是第十九页，共34页5.3.35.3.3 按给定连架杆对应位置设计四杆机构按给定连架杆对应位置设计四杆机构机构反转法（倒置）：将机构反转法（倒置）：将E E2 2DD转化为新机架转化为新机架C C转化为固定铰链转化为固定铰链机构反转

13、法（倒置）：机构反转法（倒置）：你现在浏览的是第二十页，共34页B B 3 3C C3 3C C2 2B B3 3 3 3 3 3E E3 3 1 1B B1 1 1 1E E1 1 2 2B B2 2 2 2E E2 2B B 2 2A Ad dD DC C1 1 1 1 2 2 1 1 3 35.3.35.3.3 按给定连架杆对应位置设计四杆机构按给定连架杆对应位置设计四杆机构机构反转法（倒置）：将机构反转法（倒置）：将E E1 1DD转化为新机架转化为新机架C C转化为固定铰链转化为固定铰链机构反转法（倒置）：机构反转法（倒置）：你现在浏览的是第二十一页，共34页1 1.按给定连杆位置设

14、计四杆机构按给定连杆位置设计四杆机构例1 已知活动铰链中心的位置例2 已知固定铰链中心的位置2 2.按给定两连架杆对应位置设计四杆机构按给定两连架杆对应位置设计四杆机构例3 已知两连架杆三对对应位置5.35.3 平面四杆机构设计的图解法平面四杆机构设计的图解法你现在浏览的是第二十二页，共34页EFE 90-90-PC2B1从图中量出：从图中量出：计算计算 找找 A A 点：点：找找 B B 点点联接联接ABAB1 1C C1 1D D确定确定D D、C C1 1、C C2 2点点步骤：步骤：作作 圆圆5.3.45.3.4 按给定行程速比系数按给定行程速比系数K K设计四杆机构设计四杆机构2aC

15、1DA你现在浏览的是第二十三页，共34页2.2.已知：已知：K K，滑块行程，滑块行程H H，偏距，偏距e e；要求：设计曲柄滑块机构要求：设计曲柄滑块机构180180180-180-5.3.45.3.4 按给定行程速比系数按给定行程速比系数K K设计四杆机构设计四杆机构你现在浏览的是第二十四页，共34页H22aC1C2e90-oAE90-从图中量出：从图中量出：计算计算 找找 A A 点：点：找找 B B 点点联接联接ABAB2 2C C2 2步骤：步骤：作作 圆圆5.3.45.3.4 按给定行程速比系数按给定行程速比系数K K设计四杆机构设计四杆机构作作C C1 1C C2 2 H HC1

16、C2你现在浏览的是第二十五页，共34页180180180-180-3.3.已知：已知：K K，机架长度，机架长度d d；要求：设计摆动导杆机构要求：设计摆动导杆机构5.3.45.3.4 按给定行程速比系数按给定行程速比系数K K设计四杆机构设计四杆机构mn=DAd计算计算任选任选D D，取取A A点，使得点，使得AD=d,AD=d,作角平分线作角平分线;你现在浏览的是第二十六页，共34页本章小结本章小结2.2.平面四杆机构的基本知识；平面四杆机构的基本知识；1.1.四杆机构的基本形式及演化形式；四杆机构的基本形式及演化形式；3.3.作图法设计四杆机构。作图法设计四杆机构。你现在浏览的是第二十七

17、页，共34页课后学习课后学习思考题：思考题：1 17 7练习题：练习题：8 8（9 9）；）；1212；1616；1717你现在浏览的是第二十八页，共34页 习题习题5-85-8 C2ADadB2C1B1BCbcminB4B3C3C4你现在浏览的是第二十九页，共34页契贝谢夫四足机器人契贝谢夫四足机器人 它是利用连杆曲线特性，当一对角足运动处在曲线的直线段时则着地静止不动，而另一对角足则处在曲线段作迈足运动，从而可实现类似动物的足行运动。你现在浏览的是第三十页，共34页导杆机构的极位夹角导杆机构的极位夹角 1 18 80 0 1 18 80 0 摆动导杆机构摆动导杆机构 慢行程慢行程快行程快行程转动导杆机构转动导杆机构:0 0你现在浏览的是第三十一页，共34页转动导杆机构转动导杆机构L L1 1LLL2 2 你现在浏览的是第三十二页，共34页机构反转法（倒置原理）机构反转法（倒置原理）你现在浏览的是第三十三页，共34页机构反转法（倒置原理）机构反转法（倒置原理）你现在浏览的是第三十四页，共34页