机械设计基础第二章gai

1、第第2章章 内 容连杆机构及其传动特点连杆机构及其传动特点平面四杆机构的类型和应用平面四杆机构的类型和应用平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 重 点 平面四杆机构的基本类型及其演化、平面四杆机构的基本知识。平面连杆机构：由若干刚性构件用低副连接而成的平面机构，故又称平面低副机构。一、特点: 全低副（面接触），利于润滑，故磨损小、传载大、寿命长；易加工，精度高，制造成本低等。 不能精确实现复杂的运动规律，设计计算较复杂，惯性力不易平衡等。二、应用 实现已知运动规律； 实现给定点的运动轨迹。1 1 连杆机构及其传动特点搅拌机鹤臂吊夹紧机构飞机起落架2 平面四杆机构的基本型式及其演化一、平

2、面四杆机构的基本型式+铰链四杆机构铰链四杆机构铰链四杆机构：所有运动副均为转动副的平面四杆机构。其他型式的平面四杆机构都可看作是在它的基础上通过演化而成的。四杆滑块组合机构曲柄滑块机构摆动导杆机构二、铰链四杆机构1234ABCD连杆连架杆连架杆机架连杆连架杆曲柄摇杆 (摆杆)整转副 (周转副)摆转副机架曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构铰链四杆机构三、应用实例三、应用实例平行四边形机构平行四边形机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构反平行四边形机构反平行四边形机构双摇杆机构双摇杆机构 各种型式的四杆机构相互之间有无关系？还有含一个移动副的四杆机构 ，型式多样。1.扩大回转副四、四、平面

3、平面四杆机构的演化四杆机构的演化机构演化方法机构演化方法扩大回转副改变更杆件长度用移动副取代回转副变更机架等偏心轮机构偏心轮机构2.改变杆件长度RABCDABCRABCRRABCABR正弦机构正弦机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构3.变换机架曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 双曲柄机构双曲柄机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 双摇杆机构双摇杆机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构导杆机构导杆机构摇块机构摇块机构 定块机构定块机构( (直动滑杆机构直动滑杆机构) )ABCABC AB AC回转导杆机构回转导杆机构 AB AC摆动导杆机构摆动导杆机构 SqR正弦机构正弦机构双转块机构双转块机构正弦机构正弦机构双移块机构双移块机

4、构qS正切机构正切机构1.1.平面四杆机构有曲柄的条件ABCDabcdf设 AB 为曲柄, 且 af 、b+f c 、c+f b以 fmax = a + d ， fmin = d - a 代入并整理得：b+c a+d 、 b+d a+c 、 c+d a+b并可得: ab 、 ac 、 aL(其余两杆长度之和其余两杆长度之和)时时 双摇杆机构双摇杆机构曲柄存在的条件：(1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和(2)最短杆是连架杆或机架2.急回运动和行程速比系数（以曲柄摇杆机构为例）（以曲柄摇杆机构为例）从动杆往复运动的平均速度不等的现象称为机构的急回特性急回特性.ABCD 极位夹角极

5、位夹角qq0 0对应从动杆的两个极限位置, 主动件两相应位置所夹锐角.ABCDabcd C2B2 1 2 B1C1q q行程速比系数行程速比系数=V回V工K=V快V慢C1C2 / t工C2C1 / t回=t工t回=（ K 1 ）q= 180 K - 1K + 1= 180 + q1180 - q1= 180 + q180 - qK = 180 + q180 - qABCDabcd C2B2 1 2 B1C1q q设计：潘存云FF F”当当BCD90BCD90时，时， BCDBCD2. .压力角和传动角压力角和传动角压力角压力角：从动件驱动力从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。与力作用

6、点绝对速度之间所夹锐角。ABCD设计时要求设计时要求: : minmin5050minmin出现的位置：出现的位置：当当BCD90BCD90时，时， 180180- BCD- BCD切向分力切向分力: : F F= Fcos= Fcos法向分力法向分力: : F F”= Fcos= Fcos F F对传动有利对传动有利。=Fsin=Fsin称称为为传动角传动角。此位置一定是：此位置一定是：主动件与机架共线两处之一。主动件与机架共线两处之一。CDBAF可用可用的大小来表示机构传动力性能的好坏的大小来表示机构传动力性能的好坏, ,F”F当当BCDBCD最小或最大时，都有可能出现最小或最大时，都有可

7、能出现minmin为了保证机构良好的传力性能最小传动角最小传动角 minminDdBACabccos2cos2222222cbcbBDdadaBDcbdadacb2cos2cos2222 =0 cos =1 cos min =180 cos = 1 cos max分析分析 min 或或 max 可能最小可能最小 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构, ,当曲柄主动时当曲柄主动时, ,在在曲柄与机架共线曲柄与机架共线的两个位置的两个位置之一之一, ,传动角最小传动角最小. .设计：潘存云C1B1l1l2l3l4DA由余弦定律有：由余弦定律有： B B1 1C C1 1D Darccosarccosl42 2

8、 + + l32 2-(-(l4 - - l1) )2 2/2/2l2 l3 B B2 2C C2 2D Darccosarccosl42 2 + + l32 2-(-(l4 - - l1) )2 2/2/2l2 l3若若B B1 1C C1 1D90D90, ,则则若若B B2 2C C2 2D90D90, , 则则1 1B B1 1C C1 1D D2 2180180-B-B2 2C C2 2D D机构的传动角一般在运动链机构的传动角一般在运动链最终一个从动件上度量。最终一个从动件上度量。v1 1minminBB1 1C C1 1D, 180D, 180-B-B2 2C C2 2DDmin

9、min2 2F F车门车门C2B2 压力角FV从动杆(运动输出件)受力点的力作用线与该点速度方位线所夹锐角. (不考虑摩擦)传动角 1800 压力角的余角.(连杆轴线与转动从动杆轴线或移动从动件导路垂线所夹锐角)压力角和传动角是针对机构中从动件而言的，反映驱使从动件运动的力的有效利用程度和衡量机构传动质量的重要参数，故也称为机构的压力角和传动角。设计：潘存云设计：潘存云F3. .机构的死点位置机构的死点位置摇杆为主动件，摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共且连杆与曲柄两次共线线时时，有：，有：此时此时机构不能运动机构不能运动. .避免措施：避免措施： 两组机构错开排列，如两组机构错开排列，如火车轮机构火车轮机构; ;称此位置为：称此位置为：“死点死点”0 0靠靠飞轮的惯性飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。（如内燃机、缝纫机等）。FAEDGBCABEFDCG0 0F0 0连杆轴线与转动从动杆轴线重合连杆轴线与移动从动件导路垂直设计：潘存云设计：潘存云工件工件ABCD1234PABC