机械设计基础3平面连杆机构ppt课件.ppt

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1、第一节平面连杆机构的基本类型第三章平面连杆机构第三节平面连杆机构的设计第二节平面连杆机构的工作特性第一节平面连杆机构的基本类型◆平面连杆机构的特征1）构件间的相对运动为平面运动；2）所有的运动副均为低副；3）包含连杆构件。曲柄滑块机构连杆◆平面连杆机构的特点及应用优点运动副为平面或圆柱面接触，承载能力大，制造容易；运动形式多样，能实现多种运动规律和轨迹。缺点构件数较多，低副中存在间隙，运动累积误差大；惯性力不易平衡；设计较难，不易精确实现复杂的运动规律。应用平面连杆机构广泛应用于各种机械和仪器中。◆平面四杆机构由四个构件组成的平

2、面连杆机构。是最简单的连杆机构。构件名称机　架－构件4连架杆－与机架相连的构件1、3。连　杆－与机架间接相连的构件2。曲　柄－可回转360°的连架杆。摇　杆－转角小于360°的连架杆。连杆连架杆连架杆机架平面连杆机构的基本类型定义运动副全为转动副的四杆机构。一、铰链四杆机构的基本类型3124ABCD铰链四杆机构一曲一摇二　曲二　摇按两连架杆的运动情况铰链四杆机构可分为平面连杆机构的基本类型（一）曲柄摇杆机构平面连杆机构的基本类型定义两个连架杆中，一个为曲柄，一个为摇杆。特性可实现曲柄转动与摇杆摆动的相互转换。曲柄常为主动件，作匀

3、速转动，摇杆为从动件，作变速摆动。应用实例曲柄摇杆机构雷达天线俯仰机构脚踏缝纫机驱动机构（二）双曲柄机构平面连杆机构的基本类型定义两个连架杆均为曲柄。特性当主动曲柄匀速转动时，从动曲柄可作同向或反向、等速或变速转动。一般双曲柄机构平行四边形机构反平行四边形机构应用实例机车驱动机构车门启闭机构（三）双摇杆机构平面连杆机构的基本类型定义两连架杆均为摇杆。特性可实现两个摇杆摆动的相互转换。应用实例双摇杆机构等腰梯形机构汽车转向机构摇头扇机构曲柄摇杆机构转化方法改变构件的形状和尺寸(摇杆长度l3增至无穷大)。二、铰链四杆机构的转化机构（

4、一）转动副转化成移动副平面连杆机构的基本类型对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构圆弧导轨曲柄滑块机构特性可实现曲柄（摇杆）转动与滑块移动的相互转换平面连杆机构的基本类型（二）取不同的构件为机架曲柄滑块机构回转导杆机构牛头刨床摆动导杆机构牛头刨床定块机构摇块机构扩大转动副B的半径，使其大于曲柄AB的长度，成为偏心轮机构，偏心距ｅ=曲柄长。ABCABCe平面连杆机构的基本类型（三）扩大运动副扩大转动副扩大移动副应用当曲柄长度较小，一般的联接结构难于实现；或因装配及需传递较大载荷时，常采取扩大回转副或移动副的方法。一、运动特性第二节平面连

5、杆机构的工作特性（一）整转副存在条件◆整转副若组成转动副的两构件能相对整周转动，称为整转副，否则，称为摆转副。曲柄摇杆机构平行四边形机构双摇杆机构１双摇杆机构２铰链四杆机构是否存在整转副，取决于各构件长度间的关系。经理论分析有如下结论◆整转副存在条件最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和，最短杆两端的转动副为整转副。◆整转副判别方法若最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和，则最短杆两端的转动副同为整转副，其它的转动副为摆转副。若最短杆与最长杆长度之和大于其他两杆长度之和，则该机构不存在整转副，全部为摆转副。平

6、面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性◆铰链四杆机构基本类型的判别根据周转副存在条件、曲柄与摇杆的定义及相对运动原理:1）如果最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和，则取最短杆为机架(含两个整转副)时，为双曲柄机构；取最短杆的临杆为机架(含一个整转副)时，为曲柄摇杆机构取最短杆的对杆为机架(不含整转副)时，为双摇杆机构。2）如果最短杆与最长杆长度之和大于其他两杆长度之和，则不论取哪个构件为机架(不含整转副)，均为双摇杆机构。平面连杆机构的工作特性◆曲柄存在条件1）杆长条件（必要条件）最短杆与最长杆长度之和小于或等于

7、其他两杆长度之和。2）机架条件（充分条件）最短杆或其临杆为机架。双曲柄机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构◆急回特性　构件往复运动（摆动或移动），一快一慢。意义：工作行程慢，空回行程快，以提高生产率。当曲柄ＡB1→ＡB2(φ1＝180°+θ，t1)→摇杆C1D→C2D(ψ，t1)（二）急回特性及行程速比系数平面连杆机构的工作特性(曲柄摇杆机构偏置曲柄滑块机构摆动导杆机构)曲柄摇杆机构分析极限位置：曲柄与连杆共线摇杆摆角ψ极位夹角θ：摇杆处于两极限位置时，曲柄两对应位置所夹锐角。∵φ1＞φ2，t1＞t2，ψ不变，∴摇杆往复摆动的速

8、度不同。当曲柄ＡB2→ＡB1(φ2＝180°-θ，t2)→摇杆C2D→C1D(ψ，t2)Ｃ1B1B2Ｃ2ψθφ1φ2慢速快速摆动导杆机构◆行程速比系数kθ=0，k=1，无急回特性；θ↑，k↑，急回特性越显著，k=1.1~1.4。平面连杆机构的工作特性表示构件运动