第06章 平面连杆机构及其设计.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,*,第六章 平面连杆机构及其设计,基本要求：,了解平面连杆机构的组成及其主要优缺点；了,解平面连杆机构的基本形式平面铰链四杆,机构；了解其演化和应用；对曲柄存在条件、,传动角、死点、急回运动、行程速比系数、运,动连续性等有明确的概念；了解平面四杆机构,综合的基本命题，掌握按简单运动条件综合平,面四杆机构的一些基本方法。,重 点：,曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行,程速比系数；四杆机构综合的一些基本方法。,难 点：,平面四杆机构最小传动角的确定；平面铰链四,杆机构运动连续性的判断；给定固定铰链中心,综合平面四杆机构等。,学时：课堂教学：5学时，习题课：1学时；实验：连杆机构实验,，2,学时。,第六章 平面连杆机构及其设计,连杆机构及其传动特点,平面连杆机构的类型和应用,平面连杆机构的基本知识,平面连杆机构的设计,多杆机构,6-1,连杆机构及其传动特点,1.,连杆机构,连杆机构共同的特点是，原动件都要通过不与机架相连的中间构件才能传动从动件，这个不与机架相连的中间构件称为,连杆,，而把具有连杆的这些机构统称为,连杆机构,。,优点：,1、,承载能力大，耐磨损，且便于润滑，使用寿命长；,2、,便于制造，成本低，且易达到较高的精度；,3、,可以得到多种形式的连杆曲线，满足不同轨迹的设,计要求。,4、,方便的达到增力、扩大行程和实现远距离传动等。,缺点：,1、,运动链较长，所以运动累积误差大，效率低；,2、,连杆产生的惯性力难以生产平衡；,3、,设计计算较复杂。,2.,主要特点,3,连杆机构的分类,3.1,根据连杆机构中各构件,间相对运动范围分：,平面连杆机构,空间连杆机构,3.2,根据连杆机构所含构件数分：,四杆,机构,多杆机构,分类,组成,铰链四杆机构全部回转副组成的平面四,杆机构。,6-2,平面连杆机构的类型和应用,1.,平面四杆机构的基本类型,1.1,曲柄摇杆机构,1.2,双曲柄机构,1.3,双摇杆机构,2.,平面四杆机构的演化形式,2.1,改变构件的形状和运动尺寸,1、,曲柄滑块机构,对心曲柄滑块机构,偏置曲柄滑块机构,2、,双滑块机构,2.2,改变运动副尺寸偏心轮机构,2.3,选不同构件为机架,转动导杆,摆动导杆,转动导杆,2.3,选不同构件为机架,2.,取不同构件为机架,选不同构件为机架的演化方法称为,机构的倒置,。,2.4,运动副元素的逆换（包容关系逆换）,小结：,6-3,有关平面连杆机构的一些基 本知识,1.,平面四杆机构有曲柄的条件,在,B,C,D,中,a,+,d,b,+,c,在,B,C,D,中,b,(,d,a,)+,c,即,a,+,b,d,+,c,c,(,d,a,)+,b,即,a,+,c,d,+,b,a,b,、,a,c,、,a,d,所以，,AB,为最短杆，且a,与任意一杆长度之和都小于,其他两杆长度之和。,设,a、b、c、d,为各杆长度。且设,a,d,，,A,为周转副。,转动副,A,为整转副的条件是：,1.,最短杆+最长杆,其它两杆的长度之和；,2.,组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。,铰链四杆机构三种基本形式的判别依据：,1、,当铰链四杆机构满足杆长条件时，若：,（1）,最短杆为连架杆时曲柄摇杆机构,（2）,最短杆为机架时双曲柄机构（含平行,四边形机构）,（3）,最短杆为连杆时双摇杆机构,2、,当铰链四杆机构不满足杆长条件时,双摇杆机构,2.,平面四杆机构的急回运动和行程速比系数,2.1,名词解释,极位夹角当机构在两极位时，原动件,AB,所处两个,位置之间所夹的锐角，用,表示。,极限位置,C,1,D,和,C,2,D,摆角两极限位置所夹的,锐角，用,表示。,极 位当摇杆处于两极限位置时，机构所在的,这两个位置。,摇杆的这种运动性质称为:,急回特性,。,c,),设两过程的平均速度分别为,v,1,、,v,2,，,则,2.2,急回运动,2.3,行程速比系数用来表明急回运动的急回,程度，用,K,表示。,3.,四杆机构的传动角与死点,3.1,压力角与传动角,1、,压力角,2、,传动角,通常取,min,40，,力矩较大时，要求,min,50。,作用于,C,点的力与,C,点的速度方向之间所夹的锐角，用 表示。,压力角的余角，用 表示。,D,CB,F,D,C,B,F,3、,最小传动角的位置,3.2,死点,4,铰链四杆机构的运动连续性,包括：错位不连续,错序不连续,连杆机构在运动过程中能否连续实现给定的各个位置的问题。,6-4,平面四杆机构的设计,1.,连杆机构设计的基本问题,按给定运动要求选定机构，并确定其各构件的尺度参数。,1.1,设计要求,1、,满足预定的运动规律要求,2、,满足预定的连杆位置要求,1.2,设计方法:解析法,图解法,实验法,3、,满足预定的运动轨迹,2.,用解析法设计四杆机构,建立解析关系式求解所需的机构尺度参数,2.1,按预定的运动规律设计四杆机构,（1）,按预定的两连架杆对应位置设计四杆机构,令,a,/,a1，,b/a,=,m,，,c/a,=,n,、,d/a,=,l,。,建立直角坐标系，并标出各杆矢，写出矢量方程,向,x,、,y,轴投影，得,将相对长度代入上式，并移项，得,令：,P,0,=,n,，,P,1,=-,n/l,，,P,2,=,(,l+n+,1-,m,2,)/(2,l,)，,得：,（2）,按预期函数设计四杆机构,y,=,f,(,x,),期望函数,y,=,F,(,x,),再现函数,在结点处应有：,f,(,x,),-,F,(,x,)=0,结点以外的其他位置的偏差为：,结点分布选取按：,3.,用作图法设计四杆机构,3.1,按连杆预定位置设计四杆机构,（1）,已知连杆上两活动铰链的中心,B,C,及其在运,动过程中的两个位置,B,1,C,1,、,B,2,C,2,（2）,已知连杆上两活动铰链的中心,B,、,C,及其在运,动过程中的三个位置,B,1,C,1,、,B,2,C,2,、,B,3,C,3,。,3.2,按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构,（1）,按两连架杆两个对应位置设计四杆机构,3.3,按给定的行程速比系数,K,设计四杆机构,（1）,曲柄摇杆机构,C,2,D,A,B,1,C,1,B,2,4.,用实验法设计四杆机构,4.1,按两连架杆对应角位移设计四杆机构,4.2,按照预定的运动轨,迹设计四杆机构,（7）,实现特定要求下的平面引导。,（6）,使机构从动件的行程可调；,（5）扩大机构从动件的行程；,（4）,实现机构从动件带停歇的运动；,（3）,改变从动件的运动特性；,（2）,可获得较大的机械利益；,（1）,取得有利的传动角；,应用多杆机构可达到下列目的：,6-5,多杆机构,1、,连杆机构为什么又称为低副机构,？,相对于高副机构它有哪些,优缺点,？,通常应用在哪些地方,？,2、,铰链四杆机构的基本形式有哪几种,？,各有什么特点,？,3、,何谓“曲柄”,？,铰链四杆机构有整转副的条件是什么,？,曲柄是,否一定是最短杆,？,杆的长短排列有无影响,4、,一个铰链四杆机构，对不同的杆长组合，用不同的杆件作为,机架，会得到哪种类型的机构,？,5、,铰链四杆机构主要演化型式有几种,？,它们是如何演化而来的,？,6、,何谓连杆机构的行程速比系数,K,？,它表示机构的什么特征,？,7、,何谓极位夹角,？,它与行程速比系数,K,有何关系,？,K,=1,的铰链,四杆机构，其结构特征是什么,？,8、,何谓连杆机构的压力角、传动角,？,它们的大小对连杆机构工作,有何影响,？,铰链四杆机构及偏置曲柄滑块机构的最小传动角发,生在什么位置,？,9、,何谓连杆机构的死点,？,举出避免死点和利用死点的例子。,思考题：,本章结束,