第八章 平面连杆机构设计

第八章 平面连杆机构及其设计 用 低副 连接而成的平面机构。 只用于速度较低的场合。1、能实现多种运动形式。如：转动，摆动，移动，平面运动2、运动副为低副：面接触： 承载能力大； 便于润滑。寿命长几何形状简单 便于加工，成本低。3、缺点： 只能 近似实现 给定的运动规律； 设计复杂；8 1 连杆机构及其传动特点铰链四杆机构 ：构件之间都是用转动副 联接的平面四杆机构组成：机架 固定不动的构件。连架杆 与机架相联接的构件。分为：曲柄 能整周转动摇杆 不能整周转动连杆 不直接和机架相联的构件8 2 平面四杆机构的类型和应用1、平面四杆机构的基本型式曲柄摇杆机构双曲柄机构平行四边形机构及应用双摇杆机构2、 平面四杆机构的演变型式一、曲柄滑块机构转动副转化成移动副e0 ， 偏置曲柄滑块机构 e=0， 对心曲柄滑块机构曲柄滑块机构的类型偏距 e曲柄滑块机构的运动特性偏距 e行程 H C1C2极位夹角 二、曲柄滑块机构的演变摆动导杆机构： 1、导杆机构转动导杆机构定块机构摇块机构双滑块机构偏心轮的演化过程三、偏心轮机构四、正弦机构构件 3为机架 移动导杆铰链四杆机构 ：构件 4为机架， 曲柄摇杆构件 1为机架， 双曲柄构件 2为机架， 曲柄摇杆构件 3为机架， 双摇杆曲柄滑块机构：构件 4为机架 曲柄滑块构件 1为机架 转动导杆构件 2为机架 曲柄摇块41234123五、机构演变小结（若 1能绕 A整周相对转动，则存在两个特殊位置）a+db+c (1)be AC2E： a+be即 有曲柄的条件 :ba+ee=0, ba曲柄滑块机构有曲柄的条件某些机构（如曲柄摇杆机构）中，原动件作匀速转动，从动件作往复运动的机构，从动件正行程和反行程的平均速度不相等。 急回运动行程速比系数2、 急回运动和行程速比系数从动件 慢行程 快行程 极位夹角 （ C2AC1） AB 1和 AB2所夹的锐角摇杆的 摆角 y（ C1DC2） 摇杆两极限位置的夹角压力角 :从动件上某点的受力方向与从动件上该点速度方 向的所夹的锐角。传动角 ： P与 Pn夹角，最小传动角 min一般要求： min40 出现在原动件和机架共线的位置3、压力角和传动角机构停在死点位置，不能起动。运转时，靠惯性冲过死点。曲柄为从动件，当机构处于曲柄和连杆共线的两个位置时，原动件通过连杆作用于曲柄的力通过曲柄转动中心，不产生转矩。4、死点位置8 4 平面四杆机构的设计设计方法：1、图解法， 2、解析法， 3、图谱法， 4实验法选型 ：运动尺寸设计 ：确定连杆机构的结构组成：构件数目，运动副类型、数目。确定机构运动简图的参数： 转动副中心之间的距离； 移动副位置尺寸1、实现构件给定位置2、实现已知运动规律3、实现已知运动轨迹设计要求 ：1、平面连杆机构设计的基本问题B1B2B3C2C3C1ADc23c12b23b12 直接量 取： AB、CD、 AD的值，则lAB AB mllCD CD mllAD AD mlml 作图比例2、用作图法设计平面四杆机构1）按照给定的连杆位置设计四杆机构1）已知连杆长度及三个位置，设计该铰链四杆机构。（若已知 2个位置，无穷解。）2）按照给定的行程速比系数 K设计四杆机构分析： C1 C2DyqAB1B2 Aq AC1=BC ABAC2 BC ABa)已知：曲柄摇杆机构，摇杆 CD长度，摆角， K设计此机构（确定曲柄和连杆长）设计步骤DC1 C2y2、选比例。例如3、在适当位置作点 D。 然后作 DC1和DC2，使 C1DC2 A4、用直线连结 C1和 C2。过 C1作 C1C2的垂线，过 C2作与 C1C2成 90 q角的另一直线，两直线相交于点 A5、过 C1、 C2及 A 三点作圆，固定铰链 A在此圆周上，可结合其它条件确定 A的位置6、连接并量取 AC1和 AC2。 则：AOlAB ml(AC2 AC1 )/2 ; lBC ml( AC2 AC1 )/2 。B27、依据所求到的杆长，作出一个位置的机构运动简图b)已知摆动导杆机构机架长度以及 K， 设计此机构。解： y=y2CADy1q