高职《机械设计基础》平面连杆机构课件.ppt

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1、第4章平面连杆机构§4-1平面四杆机构的基本类型§4-2铰链四杆机构的演化§4-3平面连杆机构的基本特性§4-4平面四杆机构设计本章要求：（1）了解四杆机构的基本类型及其演化过程（2）熟悉组成铰链四杆机构的各构件名称（3）掌握平面四杆机构的基本特性（4）掌握用图解法设计四杆机构的方法教学重点：（1）四杆机构的基本类型（2）平面四杆机构的基本特性（3）用图解法设计四杆机构的方法教学难点：四杆机构基本类型的判定平面连杆机构（平面低副机构）：连杆机构由若干个刚性构件用低副连接组成，且各构件间在平面内做相对运动。平面连杆机构特点：（1）采用低副，传力

2、时压强小，磨损轻，承力大。（2）构件形状简单，易加工，工作可靠。（3）可实现多种运动形式及其转换，满足多种运动规律的要求。（4）连杆曲线可满足多种运动轨迹要求。（5）运动精度不高，不适于高速场合。常以构件数命名：四杆机构，多杆机构§4-1平面四杆机构的基本类型名词解释：曲柄—能绕机架作360°回转的连架杆；铰链四杆机构：构件间全部用转动副连接的平面四杆机构。连杆—与连架杆相连的构件；连架杆—与机架相连的构件；摇杆—只能在360°范围内摆动的连架杆；周转副—能作360°相对回转的运动副；摆转副—只能作有限角度摆动的运动副。连架杆连杆连架杆1.曲

3、柄摇杆机构：两连架杆，一个为曲柄，一个为摇杆一般曲柄主动，将连续转动转换为摇杆的摆动，也可摇杆主动，曲柄从动。应用实例：搅面机、卫星天线、缝纫机脚踏板机构、走步机、送料机构运动特点：按连架杆中是否有曲柄存在，可将铰链四杆机构分为3种基本形式：曲柄摇杆机构应用实例搅面机曲柄摇杆机构应用实例跑步机2.双曲柄机构—两连架杆均为曲柄的四杆机构应用举例：惯性筛、插床机构运动特点：将等速回转变为等速或变速回转。惯性筛双曲柄机构应用实例3.双摇杆机构—两连杆架均为摇杆的铰链四杆机构港口起重机、飞机起落架、车辆的前轮转向机构应用举例：§4-2铰链四杆机构的演

4、化一、改变构件的形状和相对尺寸而演化成的四杆机构二、通过改变运动副尺寸而演化成的四杆机构三、通过选用不同构件为机架而演化成的四杆机构§4-3平面连杆机构的基本特性一、平面四杆机构中曲柄存在的条件（1）最长杆和最短杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和（杆长之和条件）。（2）最短杆或其相邻杆为机架。选任一杆为机架，都能实现完全相同的相对运动关系，这称为运动的可逆性。推论：（1）当不满足杆长之和条件时，即为双摇杆机构。（2）满足杆长之和条件，同时满足以下3种条件之一：①最短杆为机架时，得到双曲柄机构。②最短杆的相邻杆为机架时，得到曲柄摇杆机构。③

5、最短杆的相对杆为机架时，得到双摇杆机构。二、平面四杆机构的急回特性和行程速比系数K当曲柄为原动件时，摇杆做往复摆动的左、右两个极限位置，称为极位；曲柄在摇杆处于两极位时的对应位置所夹的锐角称为极位夹角，用表示；摇杆的两个极位所夹的角度称为最大摆角，用表示。设曲柄以等角速度ω绕A点逆时针转动，B1、B2为极限位置时曲柄所处的位置，θ为极位夹角。曲柄以ω转过180°+θ时，摇杆C1D摆到C2D，摇杆所花时间为t1,平均速度为V1当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D摆到C1D，所花时间为t2,平均速度为V2,那么有：显然：t1>t2V2>

6、V1摇杆的这种特性称为急回特性。急回运动的相对程度，用行程速比系数K来衡量，即θ＝0时，K=1，机构无急回特性；θ≠0时，K＞1，机构有急回特性；θ越大，K越大，机构急回特性越显著。结论：压力角α从动件上受力点的速度方向与所受作用力方向之间所夹的锐角α，称为机构的压力角。传动角γ压力角的余角。γ=90°-α结论：α越小越好；γ越大越好。三、平面四杆机构的传动角和死点最小传动角出现的位置：（1）铰链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置将出现最小传动角。（2）曲柄滑块机构，当主动件为曲柄时，最小传动角出现在曲柄与机架垂直的位置。（3）摆动导杆机构，由

7、于在任何位置时主动曲柄通过滑块传给从动杆的力的方向，与从动杆上受力点的速度方向始终一致，所以传动角等于90度。3.死点曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，在曲柄与连杆共线的位置出现传动角等于零的情况，这时不论连杆给曲柄多大力，都不能使从动件（曲柄）转动而出现的卡死现象。该机构的这种位置称为死点位置。（1）定义（2）死点的利弊利：工程上利用死点实现一定的工作要求。弊：从动件将出现卡死或运动方向不确定现象。（3）消除死点位置影响的方法（1）采用机构错位排列的方法（2）安装飞轮，利用飞轮的惯性闯过死点（3）给从动件施加一个不通过其转动中心的外力。§4

8、-4平面四杆机构设计平面四杆机构设计的主要任务是：根据机构的工作要求和设计条件选定机构形式及确定各构件的尺寸参数。一般可归纳为两类问题：（1）实现给定的运动规律。如