机械原理第三章平面连杆机构及其设计优秀PPT.ppt
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1、机械原理第三章平面连杆机构及其设计你现在浏览的是第一页,共65页3-1 3-1 概述概述(特点与基本设计问题特点与基本设计问题)(1)由若干刚性构件用低副联接而成的)由若干刚性构件用低副联接而成的机构称为连杆机机构称为连杆机构构.一、定义与分类一、定义与分类你现在浏览的是第二页,共65页(2)连杆机构可分为)连杆机构可分为 空间连杆机构空间连杆机构和和 平面连杆机构平面连杆机构空间连杆机构空间连杆机构平面连杆机构平面连杆机构你现在浏览的是第三页,共65页二、连杆机构的特点二、连杆机构的特点优点优点:承受载荷大,便于润滑承受载荷大,便于润滑 制造方便,易获得较高的精度制造方便,易获得较高的精度
2、两构件之间的接触靠几何封闭实现两构件之间的接触靠几何封闭实现 实现多种运动规律和轨迹要求实现多种运动规律和轨迹要求你现在浏览的是第四页,共65页 缺点缺点:惯性力不易平衡惯性力不易平衡 不易精确实现各种运动规律和轨迹要求不易精确实现各种运动规律和轨迹要求你现在浏览的是第五页,共65页三、设计基本问题 实现给定位置的设计 实现已知运动规律的设计 实现已知运动轨迹的设计常用设计方法:图解法;解析法;图谱法和模型实验法你现在浏览的是第六页,共65页3-2 3-2 平面连杆机构的基本类型及其演化平面连杆机构的基本类型及其演化一、基本类型(铰链四杆机构)及应用一、基本类型(铰链四杆机构)及应用 曲柄摇杆
3、机构曲柄摇杆机构基本类型:基本类型:你现在浏览的是第七页,共65页 双曲柄机构双曲柄机构你现在浏览的是第八页,共65页 双摇杆机构双摇杆机构你现在浏览的是第九页,共65页 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构机架机架连架杆曲连架杆曲柄柄连架杆摇连架杆摇杆杆连杆连杆周转副周转副 周转副周转副(圆周副圆周副)摆转副摆转副摆转副摆转副命名:以连架杆命名你现在浏览的是第十页,共65页二、平面连杆机构的演化二、平面连杆机构的演化人们认为所有的四杆机构都是由四杆机构的基本形式演化来得。人们认为所有的四杆机构都是由四杆机构的基本形式演化来得。1 1、曲柄摇杆机构的演化、曲柄摇杆机构的演化改变运动副类型改变运动副类型转动
4、副变成移动副转动副变成移动副e改变构件改变构件相对尺寸相对尺寸改变构件相对尺寸改变构件相对尺寸e0曲柄滑块机构你现在浏览的是第十一页,共65页2 2、双曲柄机构的演化、双曲柄机构的演化改变运动副类型改变运动副类型转动副变成移动副转动副变成移动副转动导杆机构转动导杆机构改变运动副类型改变运动副类型转动副变成移动副转动副变成移动副双转块杆机构双转块杆机构改变构件改变构件相对尺寸相对尺寸0改变构件改变构件相对尺寸相对尺寸你现在浏览的是第十二页,共65页3 3、双摇杆机构的演化、双摇杆机构的演化改变运动副类型改变运动副类型转动副变成移动副转动副变成移动副移动导杆机构移动导杆机构改变运动副类型改变运动副
5、类型转动副变成移动副转动副变成移动副双滑块机构双滑块机构0改变构件改变构件相对尺寸相对尺寸00改变构件改变构件相对尺寸相对尺寸你现在浏览的是第十三页,共65页4 4、曲柄滑块机构的演化、曲柄滑块机构的演化改变运动副类型改变运动副类型转动副变成移动副转动副变成移动副改变构件改变构件相对尺寸相对尺寸正弦机构正弦机构改变机架改变机架定为机架定为机架双滑块机构双滑块机构你现在浏览的是第十四页,共65页平面四杆机构的演化方式平面四杆机构的演化方式(2)改变相对杆长改变相对杆长(3)选不同构件作机架选不同构件作机架(1)(1)改变运动副类型改变运动副类型 转动副转动副 移动副移动副 你现在浏览的是第十五页
6、,共65页3-3 3-3 平面四杆机构的工作特性平面四杆机构的工作特性一、一、平面四杆机构有曲柄的条件(整转副条件)平面四杆机构有曲柄的条件(整转副条件)1、四杆机构有曲柄的条件、四杆机构有曲柄的条件aabcbcd蓝色三角形蓝色三角形(曲柄与机架延伸共线曲柄与机架延伸共线)成立成立红色三角形红色三角形(重叠共线重叠共线)成立成立你现在浏览的是第十六页,共65页比较比较a最短最短abcd该机构中构件该机构中构件a最短,最短,构件构件a能否整周回转?能否整周回转?你现在浏览的是第十七页,共65页最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和最短杆是连架杆或机架
7、最短杆是连架杆或机架a最短最短最短杆与最长杆之和小最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之于等于其它两杆长度之和和你现在浏览的是第十八页,共65页最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和这是铰链四杆运动链有周转副的几何条件这是铰链四杆运动链有周转副的几何条件abcd当最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和即当最短杆与最长杆之和小于等于其它两杆长度之和即该式表明铰链四杆运动链有两个周转动副该式表明铰链四杆运动链有两个周转动副,并并且这两个周转副在最短杆的两端。且这两个周转副在最短杆的两端。你现在浏览的是第十九页,共65页最短杆是连架杆或机架最短杆是
8、连架杆或机架abcd周转副周转副周转副周转副摆转副摆转副摆转副摆转副最短杆最短杆a a是机架时,连架杆是机架时,连架杆b,db,d都是曲柄都是曲柄最短杆最短杆a a是连架杆时,是连架杆时,b b或者或者d d是机架,是机架,a a是曲柄是曲柄c c是机架时,无曲柄是机架时,无曲柄双曲柄机构双曲柄机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构你现在浏览的是第二十页,共65页2*、曲柄滑块机构有曲柄的条件、曲柄滑块机构有曲柄的条件ababemn构件构件a能通过能通过m点的条件是:点的条件是:构件构件a能通过能通过n点的条件是:点的条件是:曲柄滑块机构有曲柄的条件曲柄滑块机构有曲柄的条件你现在浏览
9、的是第二十一页,共65页3*、导杆机构有曲柄的条件、导杆机构有曲柄的条件有曲柄,该机构有曲柄,该机构是摆动导杆机构。是摆动导杆机构。有曲柄,该机构有曲柄,该机构是转动导杆机构。是转动导杆机构。有曲柄,该机构有曲柄,该机构是转导杆机构。是转导杆机构。结论结论导杆机构总导杆机构总是有曲柄的是有曲柄的你现在浏览的是第二十二页,共65页4*、偏置导杆机构有曲柄的条件、偏置导杆机构有曲柄的条件有曲柄,该机有曲柄,该机构是摆动导杆构是摆动导杆机构。机构。有曲柄,该机有曲柄,该机构是摆动导杆构是摆动导杆机构。机构。你现在浏览的是第二十三页,共65页没有曲柄。没有曲柄。有曲柄,该机构有曲柄,该机构是转动导杆机
10、构。是转动导杆机构。结论结论偏置导杆机构有曲偏置导杆机构有曲柄的条件是柄的条件是你现在浏览的是第二十四页,共65页二、急回运动和行程速比系数二、急回运动和行程速比系数1.极位夹角极位夹角 当机构从动件处于两极限位置时,主动件曲柄在两相应位当机构从动件处于两极限位置时,主动件曲柄在两相应位置所夹的角置所夹的角ADabd曲柄摇杆机构的极位夹角曲柄摇杆机构的极位夹角你现在浏览的是第二十五页,共65页e曲柄滑块机构的极位夹角曲柄滑块机构的极位夹角摆动导杆机构的极位夹角摆动导杆机构的极位夹角你现在浏览的是第二十六页,共65页2.2.急回运动急回运动 当曲柄等速回转的情况下,通常把从动件往复运动速当曲柄等
11、速回转的情况下,通常把从动件往复运动速度快慢不同的运动称为急回运动。度快慢不同的运动称为急回运动。DabdccabA主动件主动件a a时间:时间:转角:转角:运动:运动:从动件从动件c c时间:时间:转角:转角:运动:运动:从动件从动件c c的平的平均角速度:均角速度:你现在浏览的是第二十七页,共65页通常把从动件往复运动平均速度的比通常把从动件往复运动平均速度的比值值(大于大于1)称为行程速比系数,用称为行程速比系数,用K表示。表示。3.行程速比系数行程速比系数K你现在浏览的是第二十八页,共65页三、压力角和传动角三、压力角和传动角压力角压力角:力力F F的作用线与力作用点绝对速度的作用线与
12、力作用点绝对速度V V所夹的锐角所夹的锐角称为压力角。称为压力角。传动角传动角:压力角的余角压力角的余角称为传动角称为传动角你现在浏览的是第二十九页,共65页在其它条件不变的情况下压力角在其它条件不变的情况下压力角越越小小,作功,作功W W越大越大压力角是机构传力性能的一个重要指标,它是力的利用率大小的压力角是机构传力性能的一个重要指标,它是力的利用率大小的衡量指标。衡量指标。你现在浏览的是第三十页,共65页ABCDabcdFFtFn曲柄摇杆机构的压力角曲柄摇杆机构的压力角你现在浏览的是第三十一页,共65页ABCDabcdFFtFn你现在浏览的是第三十二页,共65页ababemn曲柄滑块机构的
13、压力角曲柄滑块机构的压力角你现在浏览的是第三十三页,共65页四、机构的死点位置四、机构的死点位置所谓死点位置就是指从动件的传动角等于零或者压力角等于所谓死点位置就是指从动件的传动角等于零或者压力角等于9090 时时机构所处的位置。机构所处的位置。1.死点位置死点位置DabdccabA如何确定机构的如何确定机构的死点位置?死点位置?分析分析B、C点的压力角点的压力角你现在浏览的是第三十四页,共65页曲柄摇杆机构(曲柄为主动件)的死点曲柄摇杆机构(曲柄为主动件)的死点无死点存在无死点存在DA你现在浏览的是第三十五页,共65页曲柄摇杆机构(摇杆为主动件)的死点曲柄摇杆机构(摇杆为主动件)的死点AB与
14、与BC共线时共线时或者或者机构有死点存在机构有死点存在DA你现在浏览的是第三十六页,共65页曲柄滑块机构(曲柄为主动件)的死点曲柄滑块机构(曲柄为主动件)的死点ee无死点存在无死点存在曲柄滑块机构(滑块为主动件)的死点曲柄滑块机构(滑块为主动件)的死点有死点存在有死点存在你现在浏览的是第三十七页,共65页2.2.死点位置的应用死点位置的应用飞机起落架飞机起落架夹具夹具你现在浏览的是第三十八页,共65页火车轮火车轮2.2.避免死点位置的危害避免死点位置的危害加虚约加虚约束的平束的平行四边行四边形机构形机构你现在浏览的是第三十九页,共65页加虚约束的平行四边形机构加虚约束的平行四边形机构你现在浏览
15、的是第四十页,共65页3-4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计一、平面连杆设计的基本问题一、平面连杆设计的基本问题1.1.平面连杆机构设计的基本任务平面连杆机构设计的基本任务1)根据给定的设计要求选定机构型式;根据给定的设计要求选定机构型式;2)确确定定各各构构件件尺尺寸寸,并并要要满满足足结结构构条条件件、动动力力条条件件和和运运动动连续条件等。连续条件等。2.2.平面连杆机构设计的三大类基本命题平面连杆机构设计的三大类基本命题1)满足预定运动的规律要求满足预定运动的规律要求2)满足预定的连杆位置要求满足预定的连杆位置要求3)满足预定的轨迹要求满足预定的轨迹要求你现在浏览的是第四十一页,
16、共65页(1 1)满足预定运动的规律要求满足预定运动的规律要求要求两连架杆的转角能够满足预定的对应位置关系;要求两连架杆的转角能够满足预定的对应位置关系;要要求求在在原原动动件件运运动动规规律律一一定定的的条条件件下下,从从动动件件能能够够准准确确地地或或近近似似地地满足预定的运动规律要求。满足预定的运动规律要求。满满足足两两连连架架杆杆转转角角的的预预定定对对应应位位置置关关系系要要求求的的机机构构示示例例 车车门门开开闭闭机机构构设设计计时时要要求求两两连连架架杆杆的的转转角角应应大大小小相相等等,方方 向向 相相 反反,以以 实实 现现 车车 门门 的的 起起 闭闭你现在浏览的是第四十二
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