机械原理课件5平面连杆机构lsj.ppt

1、5.1 平面连杆机构的特点及应用5.2 四杆机构的运动变换功能和性能指标5.3 多杆机构5.4 连杆机构设计概论5.5 连杆机构的设计（解析法）本章目录本章目录5.6 连杆机构的设计（图解法）5.2 四杆机构的运动变换功能和性能指标四杆机构的运动变换功能和性能指标5.2.1 铰链四杆机构铰链四杆机构曲柄曲柄连杆连杆摇杆摇杆机架机架连架杆连架杆连架杆连架杆有曲柄的条件：（2 2）连架杆与机架连架杆与机架中必有一杆为最短杆。中必有一杆为最短杆。最短杆条件最短杆条件（1 1）最短杆与最长杆的长度和小于或等）最短杆与最长杆的长度和小于或等于其余两杆的长度和。于其余两杆的长度和。杆长条件杆长条件1)曲柄

2、摇杆机构曲柄摇杆机构铰链四杆机构的类型应用应用功能：连续转动功能：连续转动往复摆动往复摆动连架杆为最短杆连架杆为最短杆2)双曲柄机构双曲柄机构铰链四杆机构功能：匀速转动功能：匀速转动非匀速转动非匀速转动机架为最短杆机架为最短杆平行四边形机构平行四边形机构应用具有运动不确定性具有运动不确定性功能：匀速转动功能：匀速转动匀速转动匀速转动特例特例应用应用铰链四杆机构若不满足曲柄存在条件（若不满足曲柄存在条件（1），无论取哪个构件），无论取哪个构件 作机架，都是双摇杆机构。作机架，都是双摇杆机构。3)双摇杆机构双摇杆机构功能：摆动功能：摆动摆动摆动连杆为最短杆连杆为最短杆满足曲柄存在条件（满足曲柄存在

3、条件（1），但不满足条件（），但不满足条件（2）；）；5.2.1.2 急回特性急回特性ABCDAB1C1DAB2C2DAB1C2DB2C1M曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构机构的两个极限位置机构的两个极限位置曲柄与连杆共线的两个位置曲柄与连杆共线的两个位置极位夹角极位夹角摆动范围摆动范围21ttK 急回系数急回系数K急回特性急回特性C1B2AB1C2DM12K11KK2121K越大，急回特性越显著越大，急回特性越显著1KMC1C2D36.1618012.112.118011kk2.1,4515km已知，：设计一曲柄摇杆机构例MC1C290B2AB1C2DC1MMDC1C2MA90B2AB1C2DC1M

4、MD本题的解有无穷多个本题的解有无穷多个abAC1abAC2221ACACa221ACACbC1C2MabAaB2B1D5.2.1.3 压力角与死点压力角与死点压力角：压力角：从动件上所受驱从动件上所受驱动力方向与力的作用点速度动力方向与力的作用点速度方向的夹角。方向的夹角。5040max越小，传力性能越好F1F2vFABCD 90传动角maxmin传动角传动角CABDminCABDmaxADBC位置和minmax曲柄与机架共线的两个位置曲柄与机架共线的两个位置越接近90，传力性能越好传力性能越好的位置称为死点位置）（或机构处于090死点死点连杆与从动件共线的两个位置连杆与从动件共线的两个位置

5、对于曲柄摇杆机构，当摇对于曲柄摇杆机构，当摇杆为主动件时，会出现两杆为主动件时，会出现两个死点位置。个死点位置。利用错位排列的方法克服死点利用错位排列的方法克服死点 利用死点，防止起落架收回利用死点，防止起落架收回飞机起落架飞机起落架机构机构利用死点，夹紧机构利用死点，夹紧机构5.2.2 曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构ABCDABCeABC曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构演化演化连续转动连续转动 往复移动往复移动由转动的主动件由转动的主动件+RRP杆组而成杆组而成0e偏心曲柄滑块机构：偏心曲柄滑块机构：0e对心曲柄滑块机构：对心曲柄滑块机构：曲柄条件：曲柄条件：beaABCABCe曲

6、柄条件：曲柄条件：ba 无急回特性无急回特性有急回特性有急回特性ab压力角压力角死点位置：死点位置：AB与与BC共线共线(滑块为主动件滑块为主动件)滑块行程：滑块行程：s=2aab对心曲柄滑块机构与偏心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构与偏心曲柄滑块机构极位夹角0e有急回特性有急回特性2112ebaC2C1sB1B2A5.2.3 导杆机构导杆机构ABCABCABC导杆机构导杆机构演化演化曲柄滑块机构曲柄滑块机构连续转动连续转动 往复摆动往复摆动摆动导杆机构：摆动导杆机构：a b匀速转动匀速转动 非匀速转动非匀速转动56 用图解法设计连杆机构用图解法设计连杆机构M1M2N1N2E1E212P12P12

7、转动极（极）转动极（极）E1、E2两个位置一经确定，两个位置一经确定，P12、12就确定与选择的参就确定与选择的参考点无关考点无关12有向转动角有向转动角半角转动法半角转动法及其及其基本原理基本原理M1M2N1N2P12m12n1212 12 N0M0两连架杆上动铰链和定铰两连架杆上动铰链和定铰链与极连线的夹角相等链与极连线的夹角相等M1 P12 M0=N1 P12 N0=12/2机架上两定铰链与极连线的机架上两定铰链与极连线的夹角与连杆上两动铰链与极夹角与连杆上两动铰链与极连线的夹角相等连线的夹角相等M1 P12 N1=M0 P12 N0=12/2+等视角定理等视角定理M1M2N1N2P12

8、m12n1212 12 N0M012/2转动半角，为有向角转动半角，为有向角M1P12始边始边M0P12终边终边N1P12始边始边N0P12终边终边E1、E2两个位置一经确定，两个位置一经确定，P12、12就确定与选择的参考点无关，就确定与选择的参考点无关，12/2半角也确定半角也确定导引动平面由导引动平面由E1到到E2的位置的四杆机构的设计的位置的四杆机构的设计1.求极点求极点2.求转动半角求转动半角3.刚化半角，半角绕极点转动刚化半角，半角绕极点转动4.在半角始边选动铰链，在半角终边选定铰链在半角始边选动铰链，在半角终边选定铰链5.顺序连接各铰链，并将动平面固结到连杆上，顺序连接各铰链，并

9、将动平面固结到连杆上，得四杆机构即为所求。得四杆机构即为所求。设计步骤：设计步骤：M1M2N1N2P12m12n12M0N05.连接各构件，将动连接各构件，将动平面固定到连杆上平面固定到连杆上1.求极点求极点P122.求转动半角求转动半角12/2 3.刚化半角，刚化半角，绕极点绕极点P12转动转动4.在始边选动铰链，在始边选动铰链，在终边选定铰链在终边选定铰链12/2M1M2N1N2P12m12n12A1B1A0B0按给定动平面的三个位置设计四杆机构按给定动平面的三个位置设计四杆机构M1M2N1N2M3N3P12P131221325.连接各构件，将动连接各构件，将动平面固定到连杆上平面固定到连

10、杆上1.求极点求极点P12 和和P133.转动半角绕极点转动转动半角绕极点转动4.在始边选动铰链，在始边选动铰链，选二终边交点为选二终边交点为定铰链定铰链12132.求转动半角求转动半角 和和22按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构N1M1A0B0N2 M2 给定连杆平面序列位置问题给定连杆平面序列位置问题转化为相对运动原理按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构R122 2 A0B0A0B0M1N1M2N2 相对极和转动半角求法相对极和转动半角求法：1221沿A0 B0方向线作-/2和-/2角，两线交点即为相对极，夹角即为转

11、动半角2 按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构A0B0R12M2N2M1N12 sA0M1M1M2B2B1A0R12212一连架杆转过一连架杆转过角，另一连架杆（滑块）移动角，另一连架杆（滑块）移动S距离距离2-s/2转动极和转动半角的求法转动极和转动半角的求法：过A0 作导路的垂线，由此作-/2和-s/2，两线交点为极点，夹角为转动半角sM1M2B2B1A0R1222s一连架杆转过一连架杆转过角，另一连架杆（滑块）移动角，另一连架杆（滑块）移动S距离距离连杆机构综合时应注意的问题连杆机构综合时应注意的问题n序列问题序列问题n分枝问题分枝问题n在某两个插值点之间可能不满足装在某两个插值点之间可能不满足装配条件配条件