a机械设计.连杆机构.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,21,铰链四杆机构的基本形式和特性,第二章 平面连杆机构,22,铰链四杆机构有整转副的条件,23,铰链四杆机构的演化,本章要点,1,、铰链四杆机构的基本形式及铰链四杆机构,曲柄运动特性。,2,、,平面连杆机构,、,平面四杆机构,概念,3,、整转副存在的条件。,4,、铰链四杆机构的演化,本章要点,21,铰链四杆机构的基本形式和特性,基本概念,（,P20,）,1,、铰链四杆机构：,全部用,转动副,相连的,平面四杆机构,。,它是平面四杆机构的,基本型式,，其它型式的四杆机构可看作是在它的基础上通过,演化,而成的。,2,、机架：机构的固定构件,，如杆,4,。,3,、连杆：,不直接,与机架连接的构件，如杆,2,。,4,、连架杆：,与机架用,转动副,相连接的构件，,如杆,1,3,。,连架杆可分为：,5,、曲柄：,能绕机架作,整周转动,的连架杆，如杆,1,；,6,、摇杆：,只能绕机架,作小于,360,的,某一角度摆动,的连架杆，如,3,。,在铰链四杆机构中，按,连架杆能否作整周转动,，可将铰链四杆机构分为：,一、,曲柄摇杆机构,二、,双曲柄机构,三、,双摇杆机构,一、曲柄摇杆机构,两个连架杆中，一个为,曲柄,，另一个为,摇杆,，则此铰链四杆机构称为,曲柄摇杆机构,。,曲柄,1,为原动件，作,匀速转动；,摇杆,3,为从动件，,作,变速往复摆动,。,雷达天线俯仰机构,机构特性,雷达天线俯仰机构,1,、机构的,急回运动特性,：,曲柄摇杆机构,的一些主要,特性：,摆角,C,1,C,2,D,A,B,1,B,2,B,1,C,2,1,2,t,1,t,2,v,2,=C,1,C,2,/t,2,1,=180,+,v,1,=C,1,C,2,/t,1,曲柄转角,2,=180,-,C,1,C,2,C,2,C,1,铰链,C,的,平均速度,：,v,1,0,。,2,、死点位置,：,（主动件条件）,在不计构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦阻力的条件下,:,当摇杆为主动件,，连杆和曲柄共线时，过铰链中心,A,的力，对,A,点不产生力矩，不能使曲柄转动，机构的这种位置称为,死点位置,。,B,D,A,C,F,D,A,B,C,F,工件夹紧机构,1,、机构停在死点位置，不能起动。运转时，靠,惯性冲过死点。,2,、利用死点实例,缝纫机踏板机构,3,、压力角和传动角,A,B,C,D,F,vc,（,1,）,机构,压力角,:,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,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,表示。,传动角,：压力角,的余角。,A,B,C,D,vc,F,F1,F2,通常用,表示,.,F,1,为,有效分力,F1=,Fcos,F,1,在连杆设计中，为度量方便，习惯用传动角,来判断机构传力性能。,F,1,，机构传力性能越好，反之，机构传力越费劲，传动效率越低。,90,，,连杆和从动摇杆之间所夹的锐角,min,；,=30,60为,许用传动角,。,曲柄摇杆机构的,最小传动角,出现在曲柄与机架共线（,0,或,180,）的位置。,机构运转时，传动角,是变化的，为了保证机构的正常工作，,机构的传动角作出如下规定,（,P23,）,BD,2,=,l,1,2,+,l,4,2,-2,l,1,l,4,cos,最小传动角的确定,在,ABD,和,BCD,中：,F2,F2,A,B,C,D,F,v,c,F1,B,B,C,C,min,l,1,l,2,l,3,l,4,man,BD,2,=,l,2,2,+,l,3,2,-2,l,2,l,3,cos,BCD,=,F2,F2,A,B,C,D,F,v,c,F1,B,B,C,C,min,l,1,l,2,l,3,l,4,man,Cos,BCD,=,（,l,2,2,+,l,3,2,-,l,1,2,-,l,4,2,+2,l,1,l,4,cos,）,2,l,2,l,3,Cos,BCD,180-,Cos,BCD,Cos,BCD,Cos,BCD,(,为锐角,),(,为钝角,),二、双曲柄机构,两个连架杆均为,曲柄,的铰链四杆机构称为,双曲柄机构,。,特例：,平行双曲柄机构,D,A,B,C,3,4,1,2,运动特性：,1,、曲柄,1,为原动件，作,等角速转动；,从动件曲柄,3,也以,相同角速度,转动,。,平行双曲柄机构：,其相对两杆,平行,且,相等,。,2,、当四个铰链中心处于同一直线上时，将出现运动不确定状态。,B,2,C,2,A,B,1,C,1,D,1,2,3,B,3,C,3,C,3,为了消除这种运动不确定状态,可在主、从动曲柄上错开一定角度再安装一组平行四边形机构。,A,B,C,D,1,2,3,B,1,B,C,C,1,C,1,B,1,机车驱动轮连动机构,三、双摇杆机构,两个连架杆均为,摇杆,的铰链四杆机构称为,双摇杆机构,。,D,A,B,C,3,4,1,2,运动特性：,22,铰链四杆机构有整转副的条件,一、,整转副：,二、,整转副存在的条件：,两构件能相对转动,360,的转动副。,取决于各杆的长度。,l,1,A,l,4,l,2,l,3,C,B,D,B,C,B,C,曲柄摇杆机构,分析：若,l,1,能绕,A,整周相对转动，则存在两个特殊位置,在,AC,D,中有：,在,AC,D,中有：,l,4,（,l,2-,l,1,）,+,l,3,l,3,（,l,2-,l,1,）,+,l,4,l,1,+,l,4,l,2,+,l,3,l,1+,l,3,l,2,+,l,4,l,1,+,l,2,l,4,+,l,3,(3),(2),(1),l,1,+,l,4,l,2,+,l,3,l,1+,l,3,l,2,+,l,4,l,1,+,l,2,l,4,+,l,3,(3),(2),(1),将（,1,）、（,2,）、（,3,）式两两相加，得到以下关系式：,l,1,l,2,，,l,1,l,3,，,l,1,l,4,，以上关系表明,l,1,为最短杆。,结论：,（,1,）,整转副存在的条件：,最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。,（杆长和条件）,（,2,）整转副是由最短杆与其邻边组成。,由于曲柄是连架杆，整转副处于机架上，才能形成曲柄。所以，具有整转副的铰链四杆机构是否存在曲柄，还应根据选择何杆为机架来判断。,铰链四杆机构类型的判断条件,：,1,在满足杆长和的条件下：,（,1,）取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，,该,机构为,双曲柄机构,。,（,2,）取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整,转副，该机构为,曲柄摇杆机构,.,（,3,）取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，,该机构,为双摇杆机构,。,2,）,若不满足杆长和条件：,该机构只能是双摇杆机构。,注意：,铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：,最长杆的杆长,l,2,，,杆,2,能作,整周转动,，杆,4,只能往复摆动，称为,摆动,导杆机构。,运动特性：,三、,摇块机构和定块机构：,选用不同的构件为机架,摆动,滑块机构,自卸卡车车箱的举升机构,运动特性：,固定,滑块机构或,定块机构,A,C,B,4,3,2,1,A,C,B,4,3,2,1,手摇唧筒,四、,双滑块机构：,改变构件的形状和运动副,4,H,A,C,D,3,2,1,H,4,l,1,A,B,D,3,2,1,双滑块机构,是具有两个移动副的四杆机构。,正切机构,正弦机构,4,A,D,3,2,1,五、,偏心轮机构：,扩大转动副,杆,1,变为圆盘，其几何中心为,B,，运动时，圆盘绕偏心,A,转动，故称为,偏心轮,。,A,、,B,之间的距离称为,偏心距,e,，即为曲柄的长度。,扩大,转动副,B,的半径,使之超过,曲柄的长度,2,3,4,1,e,1,2,3,4,本章结束,