机械设计基础 第2版 教学课件 作者 陈庭吉 第二章 平面连杆机构.ppt

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1、机械设计基础第二章 平面连杆机构第二章 平面连杆机构第一节 平面连杆机构的类型和演化第二节 铰链四杆机构的基本特性第三节 平面四杆机构的设计第一节 平面连杆机构的类型和演化一、平面连杆机构的应用和分类平面连杆机构的类型很多,按机构中所含低副的类型不同,可分为铰链四杆机构和滑块四杆机构两大类。图2-1 铰链四杆机构第一节 平面连杆机构的类型和演化1.铰链四杆机构(1)曲柄摇杆机构 具有一个曲柄和一个摇杆的四杆机构,称为曲柄摇杆机构。图2-2 液体搅拌器第一节 平面连杆机构的类型和演化图2-3 缝纫机的踏板机构第一节 平面连杆机构的类型和演化(

2、2)双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的四杆机构,称为双曲柄机构。图2-4 双曲柄机构a)惯性筛机构 b)平行双曲柄机构 c)反向双曲柄机构图2-5 平行双曲柄机构第一节 平面连杆机构的类型和演化(3)双摇杆机构 两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构,其主要功用是实现摆动与摆动的互相转换。图2-6 鹤式起重机第一节 平面连杆机构的类型和演化图2-7 电风扇摇头机构第一节 平面连杆机构的类型和演化图2-8 滑块四杆机构2.滑块四杆机构第一节 平面连杆机构的类型和演化图2-9 曲柄滑块机构a)对心曲柄滑块机构 b)偏心曲柄滑块机构图(1)单滑块机

3、构的基本形式1)曲柄滑块机构。2)导杆机构。第一节 平面连杆机构的类型和演化图2-10 转动导杆机构①若l1<l2(见图2-10),则杆2、4都能作整周回转运动,此时该机构称为转动导杆机构,常用于刨床和插床中。第一节 平面连杆机构的类型和演化图2-11所示为小型牛头刨床主机构,其中构件1、2、3、4组成转动导杆机构,可使滑块5上的刨刀6产生急回作用。②若l1>l2,如图2-12a所示,则导杆4只能在一定范围内摆动,这种机构称为摆动导杆机构。图2-12b为另一种刨床驱动机构,其中构件1、2、3、4组成摆动导杆机构,并通过构件5带动刨刀6作往复

4、直线运动,进行刨削。图2-11 小型牛头刨床主机构第一节 平面连杆机构的类型和演化3)定块机构(移动导杆机构)。图2-12 摆动导杆机构第一节 平面连杆机构的类型和演化图2-13 定块机构(移动导杆机构)第一节 平面连杆机构的类型和演化图2-14 摇块机构4)摇块机构。第一节 平面连杆机构的类型和演化图2-15 偏心圆盘机构(2)双滑块四杆机构的基本形式1)正弦机构。2)正切机构。3)椭圆仪机构 图2-18为双滑块机构。5)偏心圆盘机构。第一节 平面连杆机构的类型和演化图2-16 正弦机构第一节 平面连杆机构的类型和演化图2-17 正切机构

5、第一节 平面连杆机构的类型和演化4)十字滑块联轴器(双转块)机构。图2-18 椭圆仪(双滑块)机构第一节 平面连杆机构的类型和演化图2-19 十字滑块联轴器(双转块)机构第一节 平面连杆机构的类型和演化二、平面连杆机构特点1)由于平面连杆机构是低副机构,运动副元素之间为面接触,压强小,而且由于低副的构造便于润滑,故磨损小,寿命较长,利于承受较大的载荷。2)运动副元素均为平面或圆柱、圆孔,制造方便,易于获得较高的精度。3)由于构件的运动形式比较多样,如转动、移动、摆动、平面运动等,故能够实现多种机械运动形式的转换;能在原动件等速运动的条件下,

6、使从动件实现多种运动规律,如等速、不等速,连续、不连续等。4)构件间的相互接触是靠运动副元素间的几何形状来保证的,无需其他锁合装置。第一节 平面连杆机构的类型和演化5)平面连杆机构中,连杆作平面一般运动,其上诸点的运动轨迹各不相同,轨迹曲线形状随着各构件相对长度的改变而改变,这样,就可以利用这些曲线满足不同轨迹要求。1)由于运动副都有相对滑动,消耗功率较大。2)平面连杆机构只能近似地满足对运动规律和运动轨迹的要求,只能在一些离散点上精确满足设计要求。3)由于机构运动链较长,运动副的制造误差可能会引起机构较大的误差积累,特别是当运动副磨损后,

7、运动副间隙难以补偿。4)机构中作平面运动和移动的构件所产生的惯性力难以平衡,故在高速时将引起较大的振动和动载荷,因此,平面连杆机构常用在速度较低的场合。第二节 铰链四杆机构的基本特性一、铰链四杆机构中曲柄存在的条件由上述可知,铰链四杆机构运动形式的不同,主要在于机构中是否有曲柄存在。而机构在什么条件下存在曲柄,则与各构件相对尺寸的大小以及取哪个构件为机架有关。下面首先来分析各杆的相对尺寸与曲柄存在的关系。图2-20 铰链四杆机构曲柄存在条件第二节 铰链四杆机构的基本特性1)最长杆与最短杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。2)最短杆或其相

8、邻杆为机架。二、急回特性图2-21 曲柄摇机构的急回特性第二节 铰链四杆机构的基本特性三、压力角和传动角图2-22 压力角和传动角第二节 铰链四杆机构的基本特性图2-23 曲柄滑

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