机械原理 第8章 平面连杆机构及其设计.ppt

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1、第8章平面连杆机构及其设计§8-1连杆机构及其传动特点一、连杆机构(Linkage)的组成和分类由若干个杆件通过低副连接而组成的机构称为连杆机构，又称为低副机构。原动件→连杆(中间构件)→从动件几个例子:1假肢膝关节p252收放式折叠支架p273引擎油门控制装置4飞剪机p46分类:平面连杆机构：所有构件均在同一平面或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。如并联机构。根据所含杆数分四杆机构，六杆机构等二、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

2、，耐冲击，磨损小。(2)其运动副元素多为平面或圆柱面，制造比较容易，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。改变构件的相对长度连杆上的不同点三.连杆机构的缺点：1）由于连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递，因而传递路线较长，易产生较大的误差积累，同时也使机械效率降低。2）连杆和滑块的质心做变速运动，所以连杆机构所产生的惯性力难于用一般平衡方法加以消除，因而会增加机构的动载荷，所以连杆机构不宜用于高速运动。四.应用连杆机构常用于以下场合：1)用于受力较大的挖掘机。(破碎机)2)用于实现各种不同的运

3、动规律要求。(惯性筛)3)可以实现给定轨迹要求。(搅拌机)平面四杆机构的应用广泛，而且是研究多杆机构的基础。本章重点讨论平面四杆机构的有关基本知识和设计问题。应用实例：内燃机、鹤式吊、火车轮、手动冲床、牛头刨床、椭圆仪、机械手爪、开窗户支撑、开关门机构、折叠伞、折叠床、制动操作机构等。特征：有一作平面运动的构件，称为连杆。定义：由低副（转动、移动）连接组成的平面机构。§8－2铰链四杆机构的类型和应用一、平面四杆机构的基本类型及应用基本型式－铰链四杆机构：全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构。其他四杆机构都是其演化

4、型式。名词解释：曲柄—作整周定轴回转的构件；三种基本型式：（1）曲柄摇杆机构特征：曲柄＋摇杆作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。如雷达天线,雨刷。连杆—作平面运动的构件；连架杆—与机架相联的构件；摇杆—作定轴摆动的构件；周转副—能作360度相对回转的运动副；摆转副—只能作有限角度摆动的运动副。曲柄连杆摇杆设计：潘存云设计：潘存云ABC1243DABDC1243（2）双曲柄机构特征：两个曲柄作用：将等速回转转变为等速或变速回转。雷达天线俯仰机构曲柄主动缝纫机踏板机构应用实例：如惯性筛、磨碎机等。2143摇杆主动31

5、24设计：潘存云设计：潘存云ABDC1234E6惯性筛机构31设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云ABCD耕地料斗DCAB耕地料斗DCAB实例：火车轮特例1：平行四边形机构AB=CD特征：两连架杆等长且平行两曲柄同速同方向转动连杆作平动BC=ADABDC摄影平台ADBCB'C'天平播种机料斗机构设计：潘存云设计：潘存云F'A'E'D'G'B'C'ABEFDCG平行四边形机构在共线位置出现运动不确定。采用两组机构错开排列。特例2：反平行四边形机构:两对相对杆长度相等但不平行特点：长边为机架，两曲柄转向相反短边为

6、机架，两曲柄转向相同设计：潘存云设计：潘存云反平行四边形机构--车门开闭机构反向设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云ABDCE（3）双摇杆机构特征：两个摇杆应用举例：铸造翻箱机构特例：等腰梯形机构(两摇杆长度相等)－汽车转向机构、风扇摇头机构、起重吊车、钻床夹具C'B'ABDC风扇座蜗轮蜗杆电机ABDCEABDCE电机ABDC风扇座蜗轮蜗杆电机ABDC风扇座蜗轮蜗杆ABDC转向时汽车各轮纯滚动的条件：梯形转向机构转向条件:所有车轮形成一个转动中心.BL内、外导向轮的转速：ｎ外>ｎ内。2.内外驱动轮的转速：ｎ外>ｎ内。（靠

7、差速器保证）二、平面四杆机构的演化型式由平面四杆机构的基本形式演化而来①满足运动要求②改善受力③满足结构设计演化方法有四种：设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云1、改变构件形状和运动尺寸偏心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄滑块机构双滑块机构正弦机构s=lsinφ↓∞→∞φl举例2、改变运动副尺寸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，即改变运动副尺寸,形成偏心轮机构。设计：潘存云偏心轮机构偏心轮机构实质举例：真空泵3选不

8、同的构件为机架导杆机构摆动导杆机构转动导杆机构314A2BC曲柄滑块机构314A2BC设计：潘存云设计：潘存云牛头刨床应用实例:ABDC1243C2C1小型刨床ABDCE1234563选不同的构件为机架ACB1234导杆机构314A2BC曲柄滑块机构314A2BC摇块机构314A2BC摇块机构设计：潘存云应用实例B2