第二章-平面连杆机构.ppt

第二章第二章 平面连杆机构平面连杆机构 2-1平面四杆机构的分类及其应用平面四杆机构的分类及其应用 按连架杆不同运动形式分：按连架杆不同运动形式分：(1)曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构(2)双曲柄机构双曲柄机构(3)双摇杆机构双摇杆机构连杆连杆连架杆连架杆连架杆连架杆1234ABCD4AD23作机架曲柄摇杆机构14AD23作机架双摇杆机构4AD1231作机架双曲柄机构曲柄摇杆机构4AD123一、全转动副的四杆机构一、全转动副的四杆机构(1)曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构结构特点：结构特点：连架杆连架杆1为曲柄，为曲柄，3为摇杆为摇杆运动变换：运动变换：转动转动摇动摇动举例：举例：搅拌器机构搅拌器机构、雷达天线机构雷达天线机构1234特性：特性：急回特征急回特征死点死点(2)双曲柄机构双曲柄机构结构特点：结构特点：二连架杆均为曲柄二连架杆均为曲柄运动变换：运动变换：转动转动转动，通常二转速不相等转动，通常二转速不相等举例：举例：振动筛机构振动筛机构特殊双曲柄机构特殊双曲柄机构平行四边形机构平行四边形机构结构特点：结构特点：二曲柄等速二曲柄等速运动不确定问题运动不确定问题车门开闭机构车门开闭机构反平行四边形机构反平行四边形机构结结构构特特点点：二二曲曲柄柄转转向向相相反反(3)双摇杆机构双摇杆机构 结构特点：结构特点：二连架杆均为摇杆二连架杆均为摇杆运动变换：运动变换：摆动摆动摆动摆动举例举例:鹤式起重机鹤式起重机2-2 其他常见的四杆机构其他常见的四杆机构 a 转动副转化为移动副b 变更机架c 扩大转动副尺寸连杆连杆连架杆连架杆连架杆连架杆1234ABCD1 1、曲柄滑块机构、曲柄滑块机构铰链四杆机构铰链四杆机构1B2C34AD曲线导轨曲柄滑块机构曲线导轨曲柄滑块机构lCD e 01B24AC3偏置式曲柄滑块机构偏置式曲柄滑块机构对心式曲柄滑块机构对心式曲柄滑块机构1B24AC3e3D1B2C4A对对CD杆等效转化杆等效转化转动副变成移动副转动副变成移动副2 2、导杆机构、导杆机构选不同构件作机架选不同构件作机架机构倒置机构倒置曲柄滑块机构曲柄滑块机构导杆机构导杆机构变更机架变更机架曲柄滑块机构曲柄滑块机构导杆机构导杆机构,动画动画曲柄摇块机构曲柄摇块机构移动导杆机构移动导杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构移动导杆机构移动导杆机构(1)曲柄存在条件曲柄存在条件曲柄存在条件：曲柄存在条件：1.最短杆与最长杆长度之和小于或等最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和于其余两杆长度之和2.最短杆是连架杆或机架最短杆是连架杆或机架最短杆最短杆参与构成的转动副都是参与构成的转动副都是整周整周副副其余均为摆转副其余均为摆转副ABCDabcd一、铰链四杆机构的判别一、铰链四杆机构的判别2-3平面四杆机构的运动特性平面四杆机构的运动特性ABCDabcda.当当Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和其余两杆长度之和)时时最短杆是连架杆之一最短杆是连架杆之一 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构最短杆是机架最短杆是机架 双曲柄双曲柄机构机构最短杆是连杆最短杆是连杆 双摇杆双摇杆机构机构b.当当Lmax+Lmin L(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(2)判别判别当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有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征急回特征极位极位（toggle position）夹角：夹角：急回特性分析：急回特性分析：1=C 1=1 t1=1800+2=1 t2=1800-t1 t2,v2 v1行程速比系数行程速比系数K K(time ratio)二、二、急回特征急回特征K=1,无急回特性无急回特性 K急回特征越显著急回特征越显著1jB2C212v2v1慢快v急回特性的应用例：急回特性的应用例：牛头刨牛头刨工作要求工作要求B1C14ABCD231曲柄滑块机构的急回特性曲柄滑块机构的急回特性应用：应用：空行程节省运动时间，如空行程节省运动时间，如牛头刨牛头刨、往复式输送机等、往复式输送机等。180180180-180-导杆机构导杆机构的急回特性的急回特性180180180-180-思考题：思考题：对心曲柄滑块机构的急回特性如何？对心曲柄滑块机构的急回特性如何？三、三、压力角和传动角压力角和传动角1 1、机构压力角机构压力角:在不计摩擦力、惯性力和重力的条件下，在不计摩擦力、惯性力和重力的条件下，机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受力点的速机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受力点的速度方向间所夹的锐角，称为机构压力角，通常用度方向间所夹的锐角，称为机构压力角，通常用 表示表示。从动件上受力点的速度方向与该点的受力方向之间所夹锐角称为从动件上受力点的速度方向与该点的受力方向之间所夹锐角称为 FFt FnABCD2、传动角传动角FFt FnABCDPPt PnABCDminmin出现的位置：出现的位置：切向分力切向分力:F Ft t=Fcos=Fcos法向分力法向分力:F Fn n=Fcos=Fcos F Ft t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,对传动有利对传动有利。为了保证机构良好的传力性能，设计时要求为了保证机构良好的传力性能，设计时要求:当当BCD90BCD90时，时，BCDBCD当当BCD90BCD90时，时，当当BCDBCD最最小小或或最最大大时时，都有可能出现都有可能出现minmin=Fsin=Fsin称称为为传动角传动角minmin5050 180-BCD180-BCDCDBAFF FA AB BC C1 12 23 3v vB3B3F Fv vB B3 3A AB BC C1 12 23 3=0=0=90=90nv vF F v vB3B3F FA AB BC C2 23 31 1v vF F死点死点:传动角为零传动角为零=0(=0(连杆与从动件共线连杆与从动件共线),),机构顶死机构顶死四、四、死点死点(dead point)B1C1B2C24ABCD231=0o=0o=0oC2B2=0oBACB1C利用构件惯性利用构件惯性（inertia）力力实例实例:家用缝纫机家用缝纫机采用多套机构错位排列采用多套机构错位排列实例实例:蒸汽机车车轮联动机构蒸汽机车车轮联动机构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动机构通过死点克服死点的措施克服死点的措施 GGEFEF实例实例:夹具夹具飞机起落架机构飞机起落架机构死点的利用死点的利用折叠家具机构折叠家具机构=002-4 平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计1)按照给定从动件的位置设计四杆机构，称按照给定从动件的位置设计四杆机构，称为位置设计。为位置设计。2)按照给定点的轨迹设计四杆机构，称为轨迹按照给定点的轨迹设计四杆机构，称为轨迹设计。设计。一、按给定的连杆位置设计四杆机构按给定的连杆位置设计四杆机构1按给定连杆两个位置及连杆长度设计平面四杆机构2按给定连杆三个位置及连杆长度设计平面四杆机构二、按给定行程速比系数按给定行程速比系数k 设计四杆机构设计四杆机构