02平面连杆机构ppt课件

1、n=2,PL=3F=0n=3,PL=4, F=1减少一个约束或减少一个约束或增加一个自由度增加一个自由度n=2 , PL=2, PH=1 F=1例：图示为一简易冲床的设计图。试分析设计方案是否合理。例：图示为一简易冲床的设计图。试分析设计方案是否合理。如不合理，则绘出修改后的机构运动简图。如不合理，则绘出修改后的机构运动简图。 1 1 判定机构的运动设计方案是否合理判定机构的运动设计方案是否合理2 2 判定机构运动简图是否正确判定机构运动简图是否正确修改设计方案修改设计方案（1 1） F=0:F=0:增加一构件带进一个平面低副，或将增加一构件带进一个平面低副，或将低副转为高副低副转为高副（2

2、2） FF原动件数目：增加一构件带进两个平面原动件数目：增加一构件带进两个平面低副或增加原动件数目低副或增加原动件数目四、计算平面机构自由度的实用意义四、计算平面机构自由度的实用意义 连杆传动是利用常用的低副传动机构进行的传动，连杆传动能方便的实现转动、摆动、移动等运动形式的转换。其中以由四个构件组成的四杆机构应用最广泛，而且是组成多杆机构的基础。本章内容：着重讨论平面四杆机构的基本类型、演化方法、运动特性及常用设计方法。 连接型式连接型式n平面连杆机构的基本型式是铰链四杆机构平面连杆机构的基本型式是铰链四杆机构n其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的

3、二杆二杆三杆三杆, 不可能不可能.铰链四杆机构铰链四杆机构1、特点、特点优点：优点：(1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传递动力面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传递动力大大(2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低低副易于加工，可获得较高精度，成本低(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制 (4)可实现转动、移动等基本运动规律和运动轨迹可实现转动、移动等基本运动规律和运动轨迹二、平面连杆机构的特点和应用二、平面连杆机构的特点和应用1、连杆机构：构件全部用低副联接而成的机构低副机构）2、平面连杆机构3、铰链四杆机构一、概念一、概

4、念缺点：(1)低副中存在间隙，精度低(2)不容易实现精确复杂的运动规律2、应用：、应用：雷达天线俯仰角调整机构摄影车升降机构摇头风扇传动机构雷达天线俯仰角调整机构摄影车升降机构摇头风扇传动机构机械式转向系机械式转向系机车车轮的联动机构机车车轮的联动机构 机车车轮联动机构名词：机架、连架杆曲柄、摇杆）、连杆根据有无移动副存在：铰链四杆机构，滑块四杆机构。名词：导杆( (一一) ) 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 特点：两连架杆一个是曲柄整周转）；一个是摇杆摆动）特点：两连架杆一个是曲柄整周转）；一个是摇杆摆动）一、铰链四杆机构的基本型式一、铰链四杆机构的基本型式应用：应用： 雷 达 缝纫机( (二二)

5、 ) 双曲柄机构双曲柄机构 特点：两连架杆都是曲柄整周转）特点：两连架杆都是曲柄整周转） 主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转( (三三) ) 双摇杆机构双摇杆机构 特点：两连架杆都是摇杆摆动）特点：两连架杆都是摇杆摆动）飞机起落架实景）飞机起落架实景） 二、铰链四杆机构的演化二、铰链四杆机构的演化转动副演化方法演化方法1 1、铰链四杆机构中一个转动副转化为移动副、铰链四杆机构中一个转动副转化为移动副选取不同构件作为机架移动副滑块四杆机构）（一转动副变移动副（一转动副变移动副e类型类型:对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构曲柄存在条件：曲柄

6、存在条件：对心曲柄滑块机构：对心曲柄滑块机构：L1L2L1L2 行程行程S=2L1S=2L1偏置曲柄滑块机构：偏置曲柄滑块机构：L1+eL2 L1+eL2 L1L2L1L22 2、铰链四杆机构中两个转动副转化为移动副、铰链四杆机构中两个转动副转化为移动副由于此机构当主动件1等速回转时，从动导杆3的位移为y=Labsin ，故又称正弦机构 双滑块机构双滑块机构（二取不同构件为机架（二取不同构件为机架1 1、导杆机构、导杆机构(1)(1)演化过程演化过程曲柄滑块机构中，当将曲柄改为机架时，就演化成导杆机构。 (2)(2)类型类型转动导杆机构 摆动导杆机构L1L2 L1L1L2 ：机架长度，:曲柄长

7、度(3)(3)应用应用牛头刨床机构 简易刨床2 2、摇块机构、摇块机构(1)演化过程曲柄滑块机构中，当将连杆改为机架时，就演化成摇块机构。 (2)应用泵泵3 3、定块机构、定块机构(1)演化过程曲柄滑块机构中，当将滑块改为机架时，就演化成定块机构。 (2)(2)应用应用移动导杆机构移动导杆机构 4 4、双转块机构、双转块机构双转块机构4 4、双滑块机构、双滑块机构偏心轮扩大运动副偏心轮扩大运动副) ) 在曲柄滑块机构曲柄摇杆机构中，若曲柄很短，可将转动副B的尺寸扩大到超过曲柄长度，则曲柄AB就演化成几何中心B不与转动中心A重合的圆盘，该圆盘称为偏心轮，含有偏心轮的机构称为偏心轮机构。 偏心轮机

8、构结构简单，偏心轮轴颈的强度和刚度大，且易于安装整体式连杆，广泛用于曲柄长度要求较短、冲击在和较大的机械中。 颚式破碎机 其他滑块四杆机构 双滑块机构曲柄移动导杆机构 双转块机构一、铰链四杆机构存在曲柄的条件一、铰链四杆机构存在曲柄的条件类型的判别关键在于：机构中有无曲柄，有几个曲柄有无曲柄在于：机构中各构件的相对位置及最短杆所处的位置机构存在曲柄的条件机构存在曲柄的条件:？1423llll 2341324112341324llllllllllllllll即 经整理,得:121314llllll同理，若假设da,亦可得到：414243llllll 1、铰链四杆机构存在曲柄的条件：(1) Lma

9、x+Lmin L(其余两杆长度之和)；(2) 机架或连架杆为最短杆。 2、铰链四杆机构存在一个曲柄的条件：(1) Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和)；(2) 连架杆为最短杆。 3、 铰链四杆机构存在二个曲柄的条件：(1) Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和)；(2) 机杆为最短杆。 4、当Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和)时，为双摇杆机构结论：结论：ACBDn当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有急回当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有急回特性。特性。二、二、 急回特性急回特性n极位夹角：极位夹角： （固定铰链（固定铰链A A相对活动铰链相对活动

10、铰链C C两个极限位置的夹两个极限位置的夹角）角）n急回特性分析：急回特性分析：n1 = C 1 = C n1 = 1 = 1 t1 =1800 + 1 t1 =1800 + n2 = 2 = 1 t2 =1800 - 1 t2 =1800 - nt1 t2 , v2 v1t1 t2 , v2 v1n行程速比系数行程速比系数K K 二、二、 急回特性急回特性nK=1, 无急回特性无急回特性nqK急回特征越显著急回特征越显著1jC212v2v102122110112122/180/180vC CttKvC Ctt11801KK慢快v急回特性的应用例：牛头刨工作急回特性的应用例：牛头刨工作要求要求

11、B1C14ABCD231jB2C1B1B2HC2偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构2AB134eCab12222()()Habebae0,有急回特性。有急回特性。摆动导杆机构摆动导杆机构2j1jB2B1有急回特性。有急回特性。B1B2HH=2a, H=2a, 0, ,无急回特性。无急回特性。314A对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构 B2Cab1C1C21AB注意：注意：急回特性是表征从动件特性的。急回特性是表征从动件特性的。假设假设0，即，即K0从动件具有急回特性，此机构具有急回特从动件具有急回特性，此机构具有急回特性。性。分析机构的急回特性时要注意原动件的运动方向。分析机构的急回特性时要注意原

12、动件的运动方向。优点：可缩短非工作行程的时间，提高效率。优点：可缩短非工作行程的时间，提高效率。平面四杆机构具有急回特性的条件：平面四杆机构具有急回特性的条件：（1 1原动件作等速整周转动；原动件作等速整周转动；（2 2输出件作往复运动；输出件作往复运动；（3 3）0 压力角压力角FV从动杆从动杆( (运动输出件运动输出件) )受力作用点的力作用线与速受力作用点的力作用线与速度方位线所夹锐角度方位线所夹锐角. (. (不考虑摩擦不考虑摩擦) )传动角传动角g ggddg dg 180 d压力角的余角压力角的余角. .( (连杆轴线与从动杆轴线所夹锐角连杆轴线与从动杆轴线所夹锐角) )u g g

13、 传动不利，设计时规定传动不利，设计时规定 g gmin min 40405050 三、压力角和传动角三、压力角和传动角1 1、压力角与传动角、压力角与传动角传动角传动角 的大小随机构位置的不同而变化，的大小随机构位置的不同而变化， minmin在哪？在哪？有效力Ft=FCOS ，越大越好，因而越小越好。2 2、最小传动角、最小传动角 minminDBAC2222222cos2cosBDada dBDbcb cjd 22222coscos2bca dadb cjd l j =0 cos j =1 cos d d minl j =180 cos j =1 cos d d max分析：分析：d d

14、 min 或或 d d max g g 可能最小可能最小传动角最小的位置传动角最小的位置 ：主动件与机架共线主动件与机架共线jgddabcn死点死点: : 传动角为零传动角为零g=0(g=0(连杆与从动件共线连杆与从动件共线),),机构顶死机构顶死三、三、 死点死点nM=F*LB1C1B2C24ABCD231Fvg=00Fvg=00g=00C2B2g=00BACB1Cn利用构件惯性力利用构件惯性力n实例实例: :家用缝纫机家用缝纫机n采用多套机构错位排列采用多套机构错位排列n实例实例: :蒸汽机车车轮联动机构蒸汽机车车轮联动机构n蒸汽机车两侧利用错位排列的两套曲柄滑块机构使车轮联动机蒸汽机车两侧利用错位排列的两套曲柄滑块机构使车轮联动机构通过死点构通过死点克服死点的措施克服死点的措施 GGEFEFn实例实例: :夹具夹具n飞机起落架机构飞机起落架机构死点的利用死点