2平面连杆机构.ppt

单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 平面连杆机构,主要内容：,一、概述*,二、平面四杆机构的基本型式及演化*,三、四杆机构的设计及传动特性*,四、正弦机构和正切机构*,五、连杆机构的精度分析*,六、连杆设计的几个问题*,1,只用于速度较低的场合。,2-1,概述,一、平面连杆机构,：,由若干杆状构件通过运动副连接而成的平面机构。,二、平面连杆机构的特点,：,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；,2,主要功能,是：,1.,变换运动方式，可使移动、转动相互变换；,2.,同时经过传动放大，将主动杆的小转角,(,或位移,),放大为从动杆的大转角,(,或位移,),。,3,铰链四杆机构所有运动副均为,转动副的平面四杆机构,2-2,四杆机构的基本型式及其演化,一、曲柄存在的条件,a,b,c,d,B,曲柄摇杆动画,4,4,机架,1,，,3,连架杆,定轴转动,2,连杆,平面运动,整转副：,二构件相对运动为整周转动。,摆动副：,二构件相对运动不为整周转动。,曲柄：,作整周转动的连架杆,摇杆：,非整周转动的连架杆,AB=,a,，,BC=,b,，,CD=,c,，,DA=,d,B,1,B,2,C,1,C,2,a+db+c (1),bc+,（,d-a,）,(2),cb+,（,d-a,）,(3),5,曲柄存在的条件,（若,1,和,4,能绕,A,整周相对转动，则存在两个特殊位置）,a+db+c (1),bc+d-a,即,a+bc+d (2),ce,AC,2,E,：,a+be,即,有曲柄的条件,:ba+e,e=0,ba,15,3,、双,滑块机构,转动副转化成移动副,连杆也变为无限长,16,4,、导杆,机构,曲柄作为机架,17,小节,构件,1,为机架（曲柄摇杆机构）,构件,2,为机架（双曲柄机构）,构件,3,为机架（曲柄摇杆机构）,构件,4,为机架（双摇杆机构）,构件,1,为机架曲柄滑块机构）,构件,2,为机架（转动导杆机构）,18,19,20,21,22,2-3,四杆机构的设计及传动特性,一、图解法设计四杆机构,曲柄摇杆机构,23,摇杆的摆角：摇杆在两个极限位置之间的夹角 ，就是摇杆的,摆角,。,摇杆处在两个极限位置时，曲柄所对应的两个位置之间的锐角 称为,极位夹角,。,当曲柄以匀角速 由位置,AB1,顺时针方向转到位置,AB2,时，曲柄的转角 。这时摇杆由左极限位置,C,1,D,摆到右极限位置,C,2,D,，设所需时间为,t,1,，摆杆上,C,点的平均速度为,v,1,。当曲柄再继续转过角度 ，即曲柄从位置,AB,2,转到,AB,1,时，摇杆由位置,C,2,D,返回,C,1,D,，所需时间为,t,2,，,C,点的平均速度为,v,2,。虽然摇杆往返的摆角相同，但由于对应的曲柄转角不相等,因而,v,1,v,2,。它表明摇杆在摆回时具有较大的平均角速度。我们把这种运动特性称为急回运动特性。,24,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。,行程速度变化系数,1,、机构的急回运动特性：,2,、行程速度变化系数,25,从动件慢行程 快行程,3,、极位夹角,（,C,2,AC,1,）（其值与构件尺寸有关，可能,90,）,26,4,、压力角的计算,压力角和传动角,1,、,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。,2,、传动角,，,P,与,Pn,夹角，,（经常用,衡量机构的传动质量）,3,、许用压力角,一般：,27,自锁位置：,机构停在死点位置，不能起动。即机构自锁。运转时，靠惯性冲过死点。,死点位置：,28,跨越死点的措施,加大机构惯性,29,利用死点的实例,飞机起落架机构,30,曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构中的死点位置,31,例：,32,1,按,计算出,q,值；,2,按任意选定转动副,D,的位置，并按,CD,之长和角作摇杆的两个极限位置,DC,1,和,DC,2,；,3,连,C,1,C,2,并作,C,1,C,2,O=,C,2,C,1,O,。以,O,点为圆心和,OC,1,为半径作圆。由于圆周上任一点至,C,1,和,C,2,的连线夹角,C,1,AC,2,都等于中心角,C,1,OC,2,（,=2,q,）之半,(,即,C,1,AC,2,=,q,),，故转动副,A,应在圆周,L,上。如果另有其他辅助条件，例如给定机架上转动副,A,、,D,的距离或者给定,C,2,处的传动角，则,A,点的位置便完全确定了；,4,当,A,点的位置确定后，按极限位置曲柄与连杆共线的原理可得,l,AC1,=b-a,，,lAC2,=b+a,。式中,b,、,a,分别为连杆,BC,和曲柄,AB,之长，其值可由上两式解得。,解,33,平面连杆机构的设计方法小结,设计方法,解析法：以机构的运动参数来表达各构件运动间的函数 关系从而按给定条件来求解未知参数。,图解法：按机构运动过程中的某些位置进行设计。,1,、按给定的原动件和从动件转角间的关系；,2,、根据连杆的若干位置；,3,、按给定的行程速度变化系数。,34,二、四杆机构的传动特性,四连杆机构的传动特性,是指机构实现从动件与主动件之间的运动方程式。实现主动件与从动件之间的对应关系,1.,传动特性,A,D,C,B,a,b,c,d,w,1,j,y,y,1,y,2,w,2,35,36,37,2.,近似线性的铰链四杆的设计,图,2.11a,38,三、曲柄滑块机构及传动特性,39,40,只有当,a,=0,时,41,42,2-4,正切和正弦机构,一、正切机构,特点,是：从动构件与主动构件的接触点到转轴的距离是随主动构件的位移变化的。,含有两个移动副的四杆机构,43,44,二、正弦机构,45,曲柄移动导杆机构，,正弦机构,46,47,48,机构的精度,：,实际机构运动精度与理想机构运动精度之间的偏差，常用位置误差来表示。,2-5,连杆机构的精度分析,49,理想机构,从动件的位置；,理想机构,中间连接件的,相互独立的,位置参数；,50,实际机构,从动件的位置；,参数在实际机构中与在理想机构中的值之差，即,原始误差,；,51,机构的,原理误差,52,机构从动件位置误差各原始误差引起的局部位置误差的总和。,原始误差,独立作用,原理或,叠加,原理。,53,一、杆长调整机构,偏心调整机构,螺纹调整机构,二、杠杆支承间隙的影响及消除,2-6,连杆机构设计的几个问题,54,