机械设计原理-连杆机构.ppt

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1、第四章连杆机构连杆机构：由若干个构件通过低副连接而组成，又称为低副机构。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。空间连杆机构：所有构件不全在相互平行的平面内运动的连杆机构。由于平面连杆机构不仅应用广泛，而且还往往是多杆机构的基础；所以这里重点介绍平面连杆机构.4.1平面连杆机构的类型4.1.1平面四杆机构的基本型式全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构连杆连架杆机架视频:2平面四杆机构的基本型式曲柄——作整周运动的构件摇杆——作摆动的构件。铰链四杆机构根据连架杆的运动形式不同分为：○曲

2、柄摇杆机构（视频1）○双曲柄机构（视频2）○双摇杆机构（视频3）铰链四杆机构的三种基本型式曲柄摇杆机构：指两连架杆一为曲柄，一为摇杆的铰链四杆机构。惯性筛双曲柄机构：指两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构。若机构中相对两杆平行且相等，则成为平面四边形机构。双摇杆机构：指两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构。4.1.2平面四杆机构的演化由四杆机构的基本型式通过演化可以得到其它多种结构型式。常用的演化方法有1、转动副变移动副曲柄摇杆机构→曲柄滑块机构→双滑块机构视频11曲柄摇杆机构双曲柄机构曲柄摇杆机构双摇杆机构

3、①曲柄滑块机构导杆机构摇块机构定块机构(直动滑杆机构)②3.变换构件形态两个移动副的四杆机构①若选择构件2或4为机架时，就是正弦机构；②若改取构件3为机架,则为双滑块机构;③当取构件1为机架时，便演化为双转块机构。视频134扩大移动副的尺寸曲柄摇杆机构偏心盘机构（视频8）機械原理視頻连杆（1-2）.avi4.2平面连杆机构的工作特性平面连杆机构具有传递和变换运动，实现力的传递和变换功能，前者称为平面连杆机构的运动特性，后者称为平面连杆机构的传力特性。了解了这些特征，对于正确选择连杆机构的类型，进而进行机

4、构设计具有重要指导意义。4.2.1运动特性1.转动副为整转副的条件-----铰链四杆机构有曲柄的条件AB2BB1DC2CC1l1l2l4l3在ΔB1C1D中，根据三角形任意两边之差必小于等于第三边，可得：移项可得：在ΔB2C2D中，根据三角形任意两边之和必大于等于第三边，可得：以上三式两两相加并化简可得：铰链四杆机构曲柄存在条件：1、曲柄为最短杆；2、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和满足上述条件时，取不同的构件为机架时，可得三种不同性质的铰链四杆机构取最短杆的邻杆为机架－－－曲柄摇杆机构取最短

5、杆的对杆为机架－－－双摇杆机构取最短杆为机架－－－双曲柄机构图10“最短构件与最长构件的长度之和小于或等于其余两构件长度之和”是必要条件，如果不满足此条件，无论取那个构件作为机架，都不存在曲柄。2.急回运动特性在曲柄等速回转情况下，由于α1=180°+θ，α2=180°-θ，所以t1>t2,摇杆往复摆动的平均速度为V2>V1.把摇杆的这种往复摆动快慢不同的运动称为急回运动。急回运动的程度可以用行程速比系数K来衡量：行程速比系数结论：当θ≠0时，机构具有急回运动特性，θ角愈大，K值愈大，急回运动特性愈显著。3.

6、运动连续性1、运动连续性：当主动件连续运动时，从动件也能连续占据预定的各个位置，称为机构具有运动的连续性。在不计重力、摩擦力、惯性力的条件下，机构中输出件所受主动力的方向线与该受力点的绝对速度方向线所夹的锐角。压力角的余角，γ=900-α。1、压力角α2、传动角γFF1F21ABCD234Vα越小，γ越大，则机构传力性能越好。4.2.2传力特性常用传动角的大小和变化来衡量机构传力性能的好坏。设计时通常要求γmin≥40°，对于高速和大功率的传动机械，γmin≥50°。最小传动角的确定F1vcDFCABF212

7、34abcd则图示铰链四杆机构中，原动件为AB。各杆长度为：a、b、c、d。由图可见，γ与机构的∠BCD有关。在ΔABD和ΔBCD中，由余弦定理得：1）当∠BCD<900时，γ=∠BCD，则γmin=∠BCDmin，由公式可知，当φ=00时，有∠BCDmin。即曲柄与机架重合共线时，机构将出现最小值。F1vcDFCABF21234abcdfC1DA视频12）当∠BCD>900时，γ=1800-∠BCD，则γmin=1800-∠BCDmax，由公式可知，当φ=1800时，有∠BCDmax。即曲柄与机架拉值共线时

8、，机构将出现最大值。4vcABCDF123DAC2B2视频1机构的死点位置1．死点图示曲柄摇杆机构，摇杆CD为主动件，当机构处于连杆与从动曲柄共线的两个位置时，出现了传动角γ＝o。的情况。这时主动件CD通过连杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心，所以不能使构件AB转动而出现“顶死”现象。机构的此种位置称为死点。在下图所示曲柄摇杆机构中，若以摇杆为主动件，则当连杆与曲柄共线，机构的传动角为零，机