第06章 平面连杆机构及其设计.ppt

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1、第六章 平面连杆机构及其设计基本要求：了解平面连杆机构的组成及其主要优缺点；了 解平面连杆机构的基本形式平面铰链四杆 机构；了解其演化和应用；对曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数、运 动连续性等有明确的概念；了解平面四杆机构 综合的基本命题，掌握按简单运动条件综合平 面四杆机构的一些基本方法。重 点：曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行 程速比系数；四杆机构综合的一些基本方法。难 点：平面四杆机构最小传动角的确定；平面铰链四 杆机构运动连续性的判断；给定固定铰链中心 综合平面四杆机构等。学时：课堂教学：学时：课堂教学：5 5学时，习题课：学时，习题课：1 1学时；实验：连杆

2、机构实验学时；实验：连杆机构实验，2 2学时。学时。第六章 平面连杆机构及其设计 连杆机构及其传动特点 平面连杆机构的类型和应用 平面连杆机构的基本知识 平面连杆机构的设计 多杆机构6-1 连杆机构及其传动特点 1.连杆机构 连杆机构共同的特点是，原动件都要通过不与机架相连的中间构件才能传动从动件，这个不与机架相连的中间构件称为连杆，而把具有连杆的这些机构统称为连杆机构。优点：1、承载能力大，耐磨损，且便于润滑，使用寿命长；2、便于制造，成本低，且易达到较高的精度；3、可以得到多种形式的连杆曲线，满足不同轨迹的设 计要求。4、方便的达到增力、扩大行程和实现远距离传动等。缺点：1、运动链较长，所

3、以运动累积误差大，效率低；2、连杆产生的惯性力难以生产平衡；3、设计计算较复杂。2.主要特点 3连杆机构的分类 3.1 根据连杆机构中各构件 间相对运动范围分：平面连杆机构空间连杆机构3.2 根据连杆机构所含构件数分：四杆机构多杆机构分类组成铰链四杆机构全部回转副组成的平面四 杆机构。6-2 平面连杆机构的类型和应用1.平面四杆机构的基本类型1.1 曲柄摇杆机构1.2 双曲柄机构 1.3 双摇杆机构 2.平面四杆机构的演化形式 2.1 改变构件的形状和运动尺寸 1、曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构2、双滑块机构2.2 改变运动副尺寸偏心轮机构2.3 选不同构件为机架 转动导杆 摆动

4、导杆 转动导杆2.3 选不同构件为机架 2.取不同构件为机架选不同构件为机架的演化方法称为机构的倒置。2.4 运动副元素的逆换（包容关系逆换）小结：6-3 有关平面连杆机构的一些基 本知识 1.平面四杆机构有曲柄的条件 在BCD中 a+db+c在BCD中 b(da)+c 即 a+bd+c c(da)+b 即 a+cd+b ab b、ac、ad 所以，AB为最短杆，且 a与任意一杆长度之和都小于其他两杆长度之和。设a、b、c、d 为各杆长度。且设a d，A为周转副。转动副A为整转副的条件是：1.最短杆+最长杆其它两杆的长度之和；2.组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。铰链四杆机构三种基本形式的

5、判别依据：1、当铰链四杆机构满足杆长条件时，若：（1）最短杆为连架杆时曲柄摇杆机构（2）最短杆为机架时双曲柄机构（含平行 四边形机构）（3）最短杆为连杆时双摇杆机构 2、当铰链四杆机构不满足杆长条件时 双摇杆机构2.平面四杆机构的急回运动和行程速比系数 2.1 名词解释极位夹角当机构在两极位时，原动件AB所处两个 位置之间所夹的锐角，用表示。极限位置C1D和C2D 摆角两极限位置所夹的 锐角，用 表示。极 位当摇杆处于两极限位置时，机构所在的 这两个位置。摇杆的这种运动性质称为:急回特性。c)设两过程的平均速度分别为v1、v2，则2.2 急回运动 2.3 行程速比系数用来表明急回运动的急回 程

6、度，用K表示。3.四杆机构的传动角与死点 3.1 压力角与传动角1、压力角2、传动角通常取min40，力矩较大时，要求min50。作用于C点的力与C点的速度方向之间所夹的锐角，用 表示。压力角的余角，用 表示。DCBFDCBF3、最小传动角的位置3.2 死点4铰链四杆机构的运动连续性包括：错位不连续错序不连续连杆机构在运动过程中能否连续实现给定的各个位置的问题。6-4 平面四杆机构的设计1.连杆机构设计的基本问题 按给定运动要求选定机构，并确定其各构件的尺度参数。1.1 设计要求1、满足预定的运动规律要求2、满足预定的连杆位置要求1.2 设计方法:解析法 图解法 实验法3、满足预定的运动轨迹

7、2.用解析法设计四杆机构 建立解析关系式求解所需的机构尺度参数 2.1 按预定的运动规律设计四杆机构（1）按预定的两连架杆对应位置设计四杆机构令 a/a=1=1，b/a=m，c/a=n、d/a=l。建立直角坐标系，并标出各杆矢，写出矢量方程向x、y轴投影，得将相对长度代入上式，并移项，得 令：P0=n，P1=-n/l，P2=(l+n+1-m2)/(2l)，得：（2）按预期函数设计四杆机构y=f(x)期望函数y=F(x)再现函数在结点处应有：f(x)-F(x)=0 结点以外的其他位置的偏差为：结点分布选取按：3.用作图法设计四杆机构 3.1 按连杆预定位置设计四杆机构（1）已知连杆上两活动铰链的

8、中心B、C及其在运 动过程中的两个位置B1C1、B2C2（2）已知连杆上两活动铰链的中心B、C及其在运 动过程中的三个位置B1C1、B2C2、B3C3。3.2 按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构（1）按两连架杆两个对应位置设计四杆机构 3.3 按给定的行程速比系数 K 设计四杆机构（1）曲柄摇杆机构 C2DAB1C1B2 4.用实验法设计四杆机构 4.1 按两连架杆对应角位移设计四杆机构 4.2 按照预定的运动轨 迹设计四杆机构（7）实现特定要求下的平面引导。（6）使机构从动件的行程可调；（5）扩大机构从动件的行程；（4）实现机构从动件带停歇的运动；（3）改变从动件的运动特性；（2）可获得较

9、大的机械利益；（1）取得有利的传动角；应用多杆机构可达到下列目的：6-5 多杆机构 1、连杆机构为什么又称为低副机构？相对于高副机构它有哪些 优缺点？通常应用在哪些地方？2、铰链四杆机构的基本形式有哪几种？各有什么特点？3、何谓“曲柄”？铰链四杆机构有整转副的条件是什么？曲柄是 否一定是最短杆？杆的长短排列有无影响4、一个铰链四杆机构，对不同的杆长组合，用不同的杆件作为 机架，会得到哪种类型的机构？5、铰链四杆机构主要演化型式有几种？它们是如何演化而来的？6、何谓连杆机构的行程速比系数K？它表示机构的什么特征？7、何谓极位夹角？它与行程速比系数K有何关系？K=1的铰链 四杆机构，其结构特征是什么？8、何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构工作 有何影响？铰链四杆机构及偏置曲柄滑块机构的最小传动角发 生在什么位置？9、何谓连杆机构的死点？举出避免死点和利用死点的例子。思考题：本章结束