连杆机构设计ppt课件.ppt

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1、1§3－1概述§3－2平面四杆机构的基本类型及其演化§3－3平面四杆机构有曲柄的条件及几个基本概念§3－4平面连杆机构的运动分析§3－5平面连杆机构的力分析和机械效率§3－6平面四杆机构设计§3－7机器人操作机——开式链机构及其运动分析2一、连杆机构的组成由若干个刚性杆件通过低副(Lower-pair)连接而组成的机构称为连杆机构，又称为低副机构。它可以分为平面连杆机构和空间连杆机构。本章主要讨论平面连杆机构，只对空间机构中的机器人机构作简单介绍。31、平面连杆机构(Planarlinkage)：平面连杆机构:所有构件均在相互平行的平面内运动的连杆机构

2、。4所有构件不全在相互平行的平面内运动的连杆机构。2、空间连杆机构(SpatialLinkage)：5平面连杆机构广泛地应用于各种（动力、轻工、重型）机械和仪表中，例如。活塞发动机的曲柄滑块机构缝纫机中的脚踏板曲柄摇杆机构6飞机起落架汽车门开闭机构7二、连杆机构的特点1、低副机构，运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击。2、其运动副元素多为平面或圆柱面，制造比较容易，而靠其本身的几何封闭来保证构件运动，结构简单,工作可靠。3、可以实现不同的运动规律和特定轨迹要求。如实现特定运动规律的惯性筛、实现特定轨迹要求的搅拌机和用于受力较大的挖掘机和破碎机等。

3、83-1)用于受力较大的挖掘机，破碎机。挖掘机破碎机93-2)用于实现各种不同的运动规律要求。惯性筛103-3)可以实现给定轨迹要求的搅拌机机构和步进输送机构搅拌机机构步进输送机构11但由于平面连杆机构存在一定的缺点，使得它的应用范围受到一些限制。例如，为了满足实际生产的要求，需增加构件和运动副，这样不仅机构复杂，而且积累误差较大，影响其传动精度；又如，平面连杆机构惯性力不容易平衡而不适合于高速传动（高速时易引起较大的振动和动载荷）。再有平面连杆机构的设计方法也较复杂，不易精确地满足各种运动规律和运动轨迹的要求。121、从单自由度四杆机构的研究，到注重

4、多自由度多杆机构的分析和综合。从运动学范围内的研究，到动力学方面的研究。2、由于计算机的普及，有很多通用性强、使用方便的连杆机构分析和设计的智能化CAD软件，为平面连杆机构的设计和研究奠定了坚实的基础，连杆机构的应用前景是很广泛的。平面连杆机构中结构最简单、应用最广的是四杆机构，其他多杆机构都是在它的基础上扩充而成的，本章重点讨论四杆机构及其设计。连杆机构的研究的研究动态13一、平面四杆机构的基本类型及应用全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的最基本型式（如图3-4a所示）图3-4a14a—曲柄：与机架相联并且作整周转动的构件

5、；b—连杆：不与机架相联作平面运动的构件；c—摇杆：与机架相联并且作往复摆动的构件；d—机架：a、c—连架杆。15铰链四杆机构可分为以下三种类型1、曲柄摇杆机构铰链四杆机构的两连架杆中一个能作整周转动，另一个只能作往复摆动的机构。162、双曲柄机构铰链四杆机构的两连架杆均能作整周转动的机构。17在双曲柄机构中，若相对两杆平行相等，称为平行双曲柄机构（图3－9）。这种机构的特点是其两曲柄能以相同的角速度同时转动，而连杆作平行移动。图3－10a所示机车车轮联动机构和图3－10b所示的摄影平台升降机构均为其应用实例。图3－9图3－1018在图3－11a所示双

6、曲柄机构中，虽然其对应边长度也相等，但BC杆与AD杆并不平行，两曲柄AB和CD转动方向也相反，故称其为反平行四边形机构。图3－11b所示的车门开闭机构即为其应用实例，它是利用反平行四边形机构运动时，两曲柄转向相反的特性，达到两扇车门同时敞开或关闭的目的。图3－11193、双摇杆机构双摇杆机构:铰链四杆机构中的两连架杆均不能作整周转动的机构。20如图3－12所示鹤式起重机的双摇杆机构ABCD，它可使悬挂重物作近似水平直线移动，避免不必要的升降而消耗能量。在双摇杆机构中，若两摇杆的长度相等称等腰梯形机构，如图3—13中的汽车前轮转向机构。21前面介绍的三种

7、铰链四杆机构，还远远满足不了实际工作机械的需要，在实际应用中，常常采用多种不同外形、构造和特性的四杆机构，这些类型的四杆机构可以看作是由铰链四杆机构通过各种方法演化而来的。这些演化机构扩大了平面连杆机构的应用，丰富了其内涵。二、平面连杆机构的演化221、改变相对杆长、转动副演化为移动副在曲柄摇杆机构中，若摇杆的杆长增大至无穷长，则其与连杆相联的转动副转化成移动副。——曲柄滑块机构23曲柄滑块机构——偏心轮机构当曲柄的实际尺寸很短并传递较大的动力时，可将曲柄做成几何中心与回转中心距离等于曲柄长度的圆盘，常称此机构为偏心轮机构。24双滑块机构若继续改变图3

8、—14b中对心曲柄滑块机构中杆2长度，转动副C转化成移动副，又可演化成双滑块机构（图3－15）