平面连杆机构课件.ppt

1、第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构第一节 概述 第二节 平面连杆机构的基本特征 第三节 铰链四杆机构存在曲柄的条件 第四节 平面连杆机构的演化 第五节 平面四杆机构的设计 12n 连杆机构：连杆机构：全部构件都以低副联结而成的机构。一、平面连杆机构的特点一、平面连杆机构的特点n 优点：优点：1 能够实现多种形式的运动变换2 低副连接承载能力强，易加工3 运动副保证构件接触,不需外力锁合n 缺点：缺点：1 运动累计误差大，影响运动准确性2 连杆机构平衡困难，尤其对于高速运转的机构 平面连杆机构中最基本的、最常用的是四杆机构平面连杆机构中最基本的、最常用的是四杆机构连续转动连续转动连续转动连续

2、转动连续转动连续转动往复摆动往复摆动往复移动往复移动连续转动连续转动第一节第一节 概述概述3二、平面连杆机构的类型和应用二、平面连杆机构的类型和应用绞链四杆机构曲柄连杆摇杆机架41)曲柄摇杆机构：连架杆中一为曲柄，可做整周转动，另一为摇杆，只能在一定的范围内摆动。特点：转动特点：转动 摆动。既能将曲柄的整周转动变换为摆动。既能将曲柄的整周转动变换为摇杆的往复摆动（摇杆的往复摆动（如雷达天线俯仰机构、容器搅拌如雷达天线俯仰机构、容器搅拌机构机构），），特点：特点：转动转动 转动。即能将主动曲柄的匀角速度转动。即能将主动曲柄的匀角速度转动转变为周期性的变角速度转动。转动转变为周期性的变角速度转动。

3、2）双曲柄机构：两个连架杆都能做360度整周转动的四杆机构。绞链四杆机构54）平行四边形机构平行四边形机构：在双曲柄机构中，若两曲柄长度相等，且连杆与机架长度也相等，则称为平行四边形机构。3）双摇杆机构双摇杆机构：两个连架杆都只能在小于360度的范围内摆动的铰链四杆机构。特点：特点：摆动摆动 摆动摆动 但两个摇杆但两个摇杆.的角速度不同。的角速度不同。6有一个滑块的四杆机构1 1）曲柄滑块机构曲柄滑块机构：由曲柄摇杆机构演变而来。由曲柄摇杆机构演变而来。类型：根据滑块往复移动的导路中心线类型：根据滑块往复移动的导路中心线是否通过曲柄转动中心，曲柄滑块机构是否通过曲柄转动中心，曲柄滑块机构可分为

4、对心曲柄滑块机构（可分为对心曲柄滑块机构（e=0e=0）和偏置）和偏置曲柄滑块机构曲柄滑块机构(e0)(e0)。2）导杆机构导杆机构导杆机构可看成是改变曲柄滑块机构中导杆机构可看成是改变曲柄滑块机构中的机架演化得来的。它可分为曲柄转的机架演化得来的。它可分为曲柄转动导杆机构和曲柄摆动导杆机构动导杆机构和曲柄摆动导杆机构 73 3）定块机构定块机构取曲柄滑块机构中的滑块取曲柄滑块机构中的滑块4 4为机架，当曲柄为机架，当曲柄2 2转动时，导杆转动时，导杆1 1可在固定滑块可在固定滑块4 4中往复移动，中往复移动，该机构称为定块机构（或移动导杆机构）。该机构称为定块机构（或移动导杆机构）。4 4）

5、摇块机构摇块机构取曲柄滑块机构中的连杆取曲柄滑块机构中的连杆3 3为机架，当曲柄为机架，当曲柄2 2为原动件绕点转动时，滑块为原动件绕点转动时，滑块4 4绕机架绕机架3 3上的铰上的铰链中心摆动，故称该机构为摇块机构。链中心摆动，故称该机构为摇块机构。43218 有两个滑块的四杆机构1)正弦机构2)正切机构3)椭圆机构4)双摇块机构9第二节第二节 平面机构的基本特征平面机构的基本特征一、运动的急回特性和行程速比系数ABCDABCDABCDAB1C2DB2C1121022121121对应所用时间为空行程对应,所用时间为工作行程tcctcc极位夹角11AB1C2DB2C112急回系数K若在设计机构

6、时先若在设计机构时先给定给定K K值，则值，则:11180KK11180180180212112KKttvvK12对心曲柄滑块机构1,0K无急回特性偏心曲柄滑块机构有急回特性1,0K131F 有功分量压力角：从动件上所受驱动力方向与力的作用点速度方向的夹角压力角：从动件上所受驱动力方向与力的作用点速度方向的夹角max F1F2vFABCD 40 50压力角越小，压力角越小，F 的有用功分量越大，传力性能越好。的有用功分量越大，传力性能越好。2F 无功分量机构运转过程中，压力角是时刻变化的。机构运转过程中，压力角是时刻变化的。二 压力角、传动角14 90传动角maxmin和传动角：连杆传动角：连

7、杆 BC 与从动件与从动件 CD 之间的夹角之间的夹角CABDminCABDmaxADBCFv 40 504050min140130maxmaxmin出现在出现在曲柄曲柄与与机架机架延伸共线和重叠共线的位置延伸共线和重叠共线的位置15三 死点位置90(0)机构处于或的位置称为死点位置对于铰接四杆机构来说，死点是连杆与从动件共线的位置。对于铰接四杆机构来说，死点是连杆与从动件共线的位置。如图曲柄摇杆机构：如图曲柄摇杆机构：当曲柄为主动件时，不会出现死点位置；当曲柄为主动件时，不会出现死点位置；当摇杆为主动件时，会出现两个死点位置。当摇杆为主动件时，会出现两个死点位置。当机构处于死点位置时，无论主

8、动件上施加当机构处于死点位置时，无论主动件上施加多大的力也不会使机构运动。多大的力也不会使机构运动。AB1B2C1C2D16不利：不利：从动杆失去驱动力，会卡死不动或产生不确定的转向。从动杆失去驱动力，会卡死不动或产生不确定的转向。实例：缝纫机踏板机构实例：缝纫机踏板机构 摇杆主动时，曲柄的转向具摇杆主动时，曲柄的转向具有不稳定性有不稳定性；死点的利弊死点的利弊利用死点，加紧机构利用死点，加紧机构17利用死点，防止起落架收回利用死点，防止起落架收回18第三节第三节 铰链四杆机构存在曲柄的条件铰链四杆机构存在曲柄的条件分析分析：构件构件ABAB要为曲柄，要为曲柄，则转动副则转动副A A应为周转副

9、；应为周转副；为此为此ABAB杆应能占据整周中杆应能占据整周中的任何位置；的任何位置；因此因此ABAB杆应能占据与杆应能占据与ADAD共共线的位置线的位置ABAB及及ABAB。由由DB C由由 DBCcbdacadb)(badc)(cdbabdcadabaca两两相加两两相加设：设：a 其余两杆之和，无论取哪个构件作机架，都是双摇杆机构。25第五节第五节 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计一、按给定的行程速比系数设计四杆机构一、按给定的行程速比系数设计四杆机构已知条件已知条件设计关键设计关键找铰链中心找铰链中心 A A 点的位置。点的位置。CDl摆角摆角 和行程速比系数。和行程速比系数。摇杆长度摇杆长度26按照给定的行程速比系数设计四杆机构按照给定的行程速比系数设计四杆机构1.画出摇杆画出摇杆CD两极限两极限位置，且位置，且 C1DC2=2.画辅助圆画辅助圆：3.根据机架长度或位根据机架长度或位置确定置确定A点：点：4.连接连接AC1、AC2，C1AC2=：5.确定曲柄、连杆长度确定曲柄、连杆长度B1 M N C2 C1 D A B2E 90 27已知条件已知条件 连杆的若干位置及连杆的若干位置及 连杆的长度连杆的长度设计关键设计关键 找圆心找圆心A、D设计方法设计方法BCl按照给定的连杆位置设计四杆机构按照给定的连杆位置设计四杆机构28293031