平面连杆机构PPTPPT课件.pptx

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1、一、概述一、概述 四个构件全部通过转动副连接的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构，如图所示。1 1 铰链四杆机铰链四杆机铰链四杆机铰链四杆机构构构构 构件构件1 1、3 3连架杆连架杆；可以作整周回转时为；可以作整周回转时为曲柄曲柄，只能在小于，只能在小于360 360 度的某一范围内摆动为度的某一范围内摆动为摇杆摇杆。固定构件4 4机架；构件2 2连杆。第1页/共27页2铰链四杆机构的基本型式铰链四杆机构的基本型式铰链四杆机构的基本型式铰链四杆机构的基本型式曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构第2页/共27页1 1 曲柄摇杆机构的急回运动特性(1)(1)从动件极限位置 铰链四

2、杆机构中，若AB为曲柄，CD为摇杆，形成曲柄摇杆机构。如果曲柄为原动件，并以角速度作匀速转动，摇杆为从动件。当曲柄AB匀速转动时，摇杆往复摆动的速度是否一致？第3页/共27页(2)(2)急回运动特性分析曲柄曲柄摇杆摇杆行程行程1 1：ABAB1 1ABAB2 2C C1 1DCDC2 2D D行程行程2 2：ABAB2 2ABAB1 1C C2 2DCDC1 1D D空回行程工作行程1 1 2 2，V V2 2 V V1 1 总结：摇杆往复摆动的摆角相同，但曲柄转角不同(1 12 2)；曲柄匀速转动,摇杆往复摆动的速度是不同(V(V2 2 V V1 1)。急回运动特性第4页/共27页(3)行程

3、速度变化系数K：衡量急回运动的相对程度。整理可得第5页/共27页(4)举例牛头刨床为什么存在急回运动特性？思考题导杆机构第6页/共27页2 2 压力角与传动角 (1)(1)压力角 ：F与与Vc所夹的所夹的锐角锐角称为压力角。称为压力角。由图知，由图知，F=Fcos,F=Fsin 分分析析：F一一定定时时，压压力力角角越越小小，有有效效力力 F越大，传动性能好。越大，传动性能好。=0最好。最好。压力角的余角（连杆与从动摇杆之间所夹锐角）为传动角。=90 分析：越大，传力性能越好，=90最好。(2)(2)传动角 ：目的：定量衡量机构的传动性能 假设不计各构件质量和运动副中的摩擦。第7页/共27页2

4、 2 压力角与传动角 (3)(3)最小传动角minmin：机构运转时是变化的，为了保证机构正常工作，必须规定min的下限。设计四杆机构时，最小传动角min应满足：一般机构：min40；大功率机械：min50（鄂式破碎机，冲床）；小功率机械：min可略小于40（控制机构、仪表）。第8页/共27页3 3 死点位置 摇杆3 3为原动件；曲柄1 1为从动件；不计各构件的质量、惯性。死点的存在取决于从动件是否与连杆共线。死点表现形式：从动件卡死或运动不确定现象。当摇杆摆到C C1 1D D和C C2 2D D位置时，连杆2 2与曲柄1 1共线，传动角=0=0，则此时连杆加给曲柄的力将通过铰链中心A A，

5、对A A点不产生力矩。因此，不能使曲柄转动这种位置称为死点。目的：解决工程应用中机构出现 动不了的情况。(1)(1)死点：第9页/共27页3 3 死点位置 (2)(2)死点的消除：对从动曲柄施加外力；利用飞轮或自身惯性作用。第10页/共27页(3)(3)死点的利用工程实际中，如夹紧装置的防松、飞机起落架机构等。工件ABCD1234F夹紧状态第11页/共27页 飞机着陆状态ABCD第12页/共27页 曲柄的有无与机构中各构件相对尺寸的大小和哪个构件为机架有关。如果AB为曲柄，则构件1和4必须能够实现拉直和重叠共线两个特殊位置，此时各构件长度的关系应满足图(b)中,a+db+c (1)图(c)中，

6、bd-a+c 即 a+bd+c (2)cd-a+b a+cb+d (3)将式（1）（2）（3）每两式相加，化简得：ab ac ad 等号是极限情况，此时ABCD变成一条直线。1 铰链四杆机构的曲柄存在条件铰链四杆机构的曲柄存在条件 2-2 2-2 铰链四杆机构具有整转副的铰链四杆机构具有整转副的条件条件第13页/共27页分析上式，即可得到铰链四杆机构的曲柄存在条件：(1)连架杆和机架中必有一杆为最短杆；(2)最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长 度之和。上述两个条件必须同时满足才存在曲柄。1 1 铰链四杆机构的曲柄存在条件铰链四杆机构的曲柄存在条件第14页/共27页一、曲柄滑块机构演化方

7、式：移动副代替回转副，改变固定件，改变杆件长度，扩大回转副2-3 铰链四杆机构的演化第15页/共27页二、导杆机构第16页/共27页三、摇块机构和定块机构四、双滑块机构第17页/共27页五、偏心轮机构第18页/共27页六、组合机构第19页/共27页1 设计问题：选型设计、运动设计、强度设计、结构设计2 运动设计 （1）位置设计：按从动件的位置设计 （2）轨迹设计：按给定运动轨迹设计2-4 平面四杆机构的设计已知条件:(1)行程速比系数K(或极位夹角)(2)摇杆长度l3 (3)摇杆摆角 设计铰链四杆机构一、按给定行程速比系数K设计1 曲柄摇杆机构的急回运动设计第20页/共27页分析思路:求解的参

8、数：A，l1,l2,l4设计步骤：（1）计算极位夹角 （2）选择比例u （3）任选D,作C1D,C2D （4）C1M C1C2 （5）C1C2N=90-（6）作PC1C2作外接圆，取点A（弧C1C2，EF外）（7）计算长度：l1=(AC2-AC1)/2，l2=(AC2+AC1)/2 第21页/共27页已知：机架长度l4,K分析：=设计步骤：（略）2 导杆机构第22页/共27页已知：B1C1,B2C2,B3C3二、按给定连杆位置设计四杆机构第23页/共27页解：各杆件构成矢量封闭形：a+b+c+d=0设 l1=1 X:cos+l2 cos=l4+l3 cos Y：sin+l2 sin=l3 sin 消去：三、按给定两连架杆对应位置设计四杆机构已知：1，1,2，2,3，3设计四杆机构。第24页/共27页令：代入已知条件：求出P0，P1，P2，即可得到l1,l2,l3,再乘以相应的比例系数即得到各杆件长度。第25页/共27页本章小结1掌握铰链四杆机构的基本型式掌握铰链四杆机构的基本型式2 熟练掌握铰链四杆机构的主要特性：熟练掌握铰链四杆机构的主要特性：3 曲柄存在的条件（两条规则）曲柄存在的条件（两条规则）4 铰链四杆机构的设计：铰链四杆机构的设计：第26页/共27页感谢您的观看。第27页/共27页