第03章平面连杆机构优秀PPT.ppt
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1、第03章平面连杆机构郑州轻工学院专用 现在学习的是第1页,共35页郑州轻工学院专用 应用实例:应用实例:内内燃燃机机、鹤鹤式式吊吊、火火车车轮轮、急急回回冲冲床床、牛牛头头刨刨床床、翻翻箱箱机机、椭椭圆圆仪仪、机机械械手手爪爪、开开窗窗、车车门门、折折叠叠伞伞、折折叠叠床床、牙膏筒拔管机、单车等。牙膏筒拔管机、单车等。特征:特征:有一作平面运动的构件,称为连杆。有一作平面运动的构件,称为连杆。特点:特点:采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损 形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。改变杆的相对长度,
2、从动件运动规律不同。改变杆的相对长度,从动件运动规律不同。连杆曲线丰富。可满足不同要求。连杆曲线丰富。可满足不同要求。定义:定义:由低副(转动、移动)连接组成的平面机构。由低副(转动、移动)连接组成的平面机构。331 铰链四杆机构的基本型式和特性铰链四杆机构的基本型式和特性现在学习的是第2页,共35页郑州轻工学院专用 缺点:缺点:构件和运动副多,累积误差大、运动精度低、效率低构件和运动副多,累积误差大、运动精度低、效率低。产生动载荷(惯性力),不适合高速。产生动载荷(惯性力),不适合高速。设计复杂,难以实现精确的轨迹。设计复杂,难以实现精确的轨迹。分类分类:平面连杆机构平面连杆机构空间连杆机构
3、空间连杆机构常以构件数命名:常以构件数命名:四杆机构四杆机构、多杆机构多杆机构。本章重点内容是介绍本章重点内容是介绍四杆机构。四杆机构。现在学习的是第3页,共35页郑州轻工学院专用 平面四杆机构的基本型式平面四杆机构的基本型式:基基本本型型式式铰铰链链四四杆杆机机构构,其其它它四四杆杆机机构构都都是是由由它它演演变变得到的。得到的。名词解释:名词解释:曲柄曲柄作整周定轴回转的构件;作整周定轴回转的构件;三种基本型式:三种基本型式:(1 1)曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构特征:特征:曲柄摇杆曲柄摇杆作用:作用:将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。如雷达天线。如雷
4、达天线。连杆连杆作平面运动的构件;作平面运动的构件;连架杆连架杆与机架相联的构件;与机架相联的构件;摇杆摇杆作定轴摆动的构件;作定轴摆动的构件;周转副周转副能作能作360 360 相对回转的运动副;相对回转的运动副;摆转副摆转副只能作有限角度摆动的运动副。只能作有限角度摆动的运动副。曲柄曲柄连杆连杆摇杆摇杆现在学习的是第4页,共35页郑州轻工学院专用 ABC1243DABDC1243(2 2)双曲柄机构双曲柄机构特征特征:两个曲柄:两个曲柄作用:作用:将等速回转转变为将等速回转转变为等速等速或或变速变速回转。回转。雷达天线俯仰机构雷达天线俯仰机构曲柄主动曲柄主动缝纫机踏板机构缝纫机踏板机构应用
5、实例:应用实例:如如叶片泵叶片泵、惯性筛惯性筛等。等。2143摇杆主动摇杆主动3124现在学习的是第5页,共35页郑州轻工学院专用 A AD DC CB B1 12 23 34 4旋转式叶片泵旋转式叶片泵A AD DC CB B1 12 23 3ABDC1234E6惯性筛机构惯性筛机构31现在学习的是第6页,共35页郑州轻工学院专用 ABCD耕地耕地料斗料斗DCAB耕地耕地料斗料斗DCAB实例:实例:火车轮火车轮特例:特例:平行四边形机构平行四边形机构AB=CD特征:特征:两连架杆等长且平行,两连架杆等长且平行,连杆作平动连杆作平动BC=ADABDC摄影平台摄影平台ADBCBC天平天平播种机料
6、斗机构播种机料斗机构现在学习的是第7页,共35页郑州轻工学院专用 反平行四边形机构反平行四边形机构-车门开闭机构车门开闭机构反向反向FAEDGBCABEFDCG平平行行四四边边形形机机构构在在共共线线位位置置出出现现运运动动不不确定。确定。采用两组机构错开排列。采用两组机构错开排列。现在学习的是第8页,共35页郑州轻工学院专用 ABDCE(3 3)双摇杆机构双摇杆机构特征:特征:两个摇杆两个摇杆应用举例:铸造翻箱机构应用举例:铸造翻箱机构特例:特例:等腰梯形机构汽车转向机构等腰梯形机构汽车转向机构、风扇摇头机构、风扇摇头机构BCABDC风扇座风扇座蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆电机电机ABDCEABDCE电
7、机电机ABDC风扇座风扇座蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆电机电机ABDC风扇座风扇座蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆ABDC现在学习的是第9页,共35页郑州轻工学院专用 ABCDB1C1AD1.1.急回运动急回运动在在曲曲柄柄摇摇杆杆机机构构中中,当当曲曲柄柄与与连连杆杆两两次次共共线线时时,摇摇杆杆位位于于两两个极限位置,简称极位。个极限位置,简称极位。当曲柄以当曲柄以逆时针转过逆时针转过180+180+时,摇杆从时,摇杆从C1D位置位置摆到摆到C2D。所花时间为所花时间为t1,平均速度为平均速度为V1,那么有:那么有:曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 3D此两处曲柄之间的夹角此两处曲柄之间的夹角 称为称为极位夹角极位夹角。18
8、0180C2B2现在学习的是第10页,共35页郑州轻工学院专用 B1C1ADC2当曲柄以当曲柄以继续转过继续转过180-180-时,摇杆从时,摇杆从C2D,置摆到置摆到C1D,所花时间为所花时间为t2,平均速度为平均速度为V2,那么有:那么有:180-180-因曲柄转角不同,故摇杆来回摆动的时间不一样,平均速度也不等。显然:显然:t t1 1 tt2 2 V V2 2 V V1 1摇杆的这种特性称为摇杆的这种特性称为急回运动急回运动。用以下比值表示急回程度称称K为为行程速比系数行程速比系数。且且越大,越大,K值越大,急回性质越明显。值越大,急回性质越明显。只要只要 0,就有就有 KK1所以可通
9、过分析机构中是否存在以及的大小来判断机构是否有急回运动或运动的程度。设计新机械时,往往先给定设计新机械时,往往先给定K值,于是值,于是:现在学习的是第11页,共35页郑州轻工学院专用 FF F”当当BCD90BCD90时,时,BCDBCD2.压力角和传动角压力角和传动角压力角压力角:从动件驱动力从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。与力作用点绝对速度之间所夹锐角。ABCD设计时要求设计时要求:minmin5050minmin出现的位置:出现的位置:当当BCD90BCD90时,时,180-BCD180-BCD切向分力切向分力:F F=Fcos=Fcos法向分力法向分力:F F”=Fcos
10、=Fcos F F对传动有利对传动有利。=Fsin=Fsin称称为为传动角传动角。此位置一定是:此位置一定是:主动件与机架共线两处之一。主动件与机架共线两处之一。CDBAF可用可用的大小来表示机构传动力性能的好坏的大小来表示机构传动力性能的好坏,F”F当当BCDBCD最小或最大时,都有可能出现最小或最大时,都有可能出现minmin为了保证机构良好的传力性能现在学习的是第12页,共35页郑州轻工学院专用 C1B1abcdDA车门车门由余弦定律有:由余弦定律有:B B1 1C C1 1D Darccosbarccosb2 2+c+c2 2-(d-a)-(d-a)2 2/2bc/2bc BB2 2C
11、 C2 2D Darccosbarccosb2 2+c+c2 2-(d+a)-(d+a)2 2/2bc/2bc若若BB1 1C C1 1D90D90,则则若若BB2 2C C2 2D90D90,则则1 1BB1 1C C1 1D D2 2180-B180-B2 2C C2 2D D机机构构的的传传动动角角一一般般在在运运动动链链最最终一个从动件上度量。终一个从动件上度量。v1 1minminBB1 1C C1 1D,180-BD,180-B2 2C C2 2DDminminC2B22 2F F现在学习的是第13页,共35页郑州轻工学院专用 F3.机构的死点位置机构的死点位置摇杆为主动件,且连杆
12、与摇杆为主动件,且连杆与曲柄两次共线时,有:曲柄两次共线时,有:此时机构不能运动此时机构不能运动.避免措施:避免措施:两组机构错开排列,如两组机构错开排列,如火车轮机构火车轮机构;称此位置为:称此位置为:“死点死点”0 0靠靠飞轮的惯性飞轮的惯性(如内燃机、缝纫机等)。(如内燃机、缝纫机等)。FAEDGBCABEFDCG0 0F0 0现在学习的是第14页,共35页郑州轻工学院专用 工件工件ABCD1234PABCD1234工件工件P钻孔夹具钻孔夹具=0=0TABDC飞机起落架飞机起落架ABCD=0=0F也可以利用死点进行工作也可以利用死点进行工作:飞机起落架、钻夹具起落架、钻夹具等。等。现在学
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