《机械设计基础》第2章 平面连杆机构解读课件.ppt
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1、第2章 平面连杆机构,2.1 概述2.2 铰链四杆机构的基本型式及其演化2.3 平面四杆机构的基本特性2.4 平面四杆机构的设计,第2章 平面连杆机构,一、基本概念1.连杆机构:构件间只有低副连接的机构。2.平面连杆机构:所有构件均作平行于某一平面的平面运动的连杆机构。3.平面四杆机构:只有四个构件(包括机架)的低副平面连杆机构。4.平面铰链四杆机构:全转动副的平面四杆机构。,2.1 概述,构件名称,连架杆:与机架相连的构件称为连架杆。,连架杆,机架,连架杆,连杆,机架:固定不动的构件称为机架。,连杆:不直接与机架相连的构件称为连杆。,二、平面连杆机构的特点及应用1.平面连杆机构的特点寿命长
2、低副联接,接触表面为平面或圆柱面,压力小;便于润滑,磨损较小。易于制造 连杆机构以杆件为主,结构简单。可实现远距离操纵控制 因连杆易于作成较长 的构件。可实现比较复杂的运动规律设计计算较繁复,当机构复杂时累计误差较大,影响其传动精度。惯性力不容易平衡,不适合于高速传动。不易精确地满足各种运动规律和运动轨迹的要求。,2.平面连杆机构的应用 最常用的基本机构之一,广泛应用于各种机械、仪表中。 如:内燃机、锻压机、空气压缩机及牛头刨 床中的主要运动的执行机构等; 缝纫机、颚式破碎机、拖拉机、回转式油泵等机器设备中的传动、操纵机构等。 雷达天线俯仰角的调整机构; 摄影车上的升降机构; 摇头风扇传动机构
3、;,缝纫机,雷达天线俯仰角调整机构(动画),一、铰链四杆机构的基本型式曲柄:能作整周转动的连架杆。,2.2 铰链四杆机构的基本型式及其演化,1、曲柄摇杆机构(动画) 具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构。 一般地,曲柄为主动件做等速转动,摇杆为从动件作往复摆动。,2、双曲柄机构具有两个曲柄的铰链四杆机构。,平行四边形机构:连杆与机架的长度相等,且曲柄的转向相同长度也相等的双曲柄机构。 这种机构两曲柄的角速度始终保持相等,且连杆始终做平动,故应用较广。,运动的不确定性,有辅助构件的重复机构,有辅助构件的错列机构,逆平行四边形机构:连杆与机架的长度相等,两个曲柄转向相反、长度相等的双曲柄机构,车门
4、启闭机构,3.双摇杆机构 具有两个摇杆的铰链四杆机构。,港口起重机,车辆前轮转向机构,二、铰链四杆机构的演化,1.转动副转化成移动副 铰链四杆机构中一个转动副转化为移动副, 铰链四杆机构中二个转动副转化为移动副,2.取不同构件为机架 铰链四杆机构, 含有一个移动副的四杆机构,含有一个移动副的四杆机构应用实例,回转油泵,含有一个移动副的四杆机构应用实例,自卸车,含有一个移动副的四杆机构应用实例,牛头刨床,数控牛头刨床(长沙机床厂机械刨床厂),含有一个移动副的四杆机构应用实例, 含有两个移动副的四杆机构,含有两个移动副的四杆机构应用实例,滑块联轴器,含有两个移动副的四杆机构应用实例,一、铰链四杆机
5、构存在曲柄的条件,2.3 平面四杆机构的基本特性,设 AB 为曲柄, 且 ad .,由 BCD :,b+cf 、,b+f c 、,c+f b,以 fmax = a + d , fmin = d - a 代入并整理得:,b+c a+d 、 b+d a+c 、 c+d a+b,化简后得: ab 、 ac 、 a d,若 d a d a 、 d b 、 d c,1.铰链四杆机构存在曲柄的条件 连架杆或机架为最短杆; 最短杆和最长杆之和应小于或等于其他两杆长度之和。 其中条件又称为格拉肖夫(Grashof)判别式。,2.两个推论 不满足格拉肖夫判别式的铰链四杆机构,任何杆为机架时皆为双摇杆; 满足格拉
6、肖夫判别式的铰链四杆机构: 当以最短杆的相邻杆为机架时,必为曲柄摇杆机构; 当以最短杆为机架时,必为双曲柄机构; 当以最短杆的对面杆为机架时,必为双摇杆机构。,3.判定铰链四杆机构类别的方法曲柄摇杆机构的条件:满足格拉肖夫判别式,且以最短杆的相邻杆为机架。双曲柄机构的条件:满足格拉肖夫判别式,且以最短杆为机架。双摇杆机构的条件:满足格拉肖夫判别式,且以最短杆的对面杆为机架;或不满足格拉肖夫判别式。,四杆机构类型的判别,lmax+lmin l余1+l余2,双曲柄机构,双摇杆机构,曲柄摇杆机构,可能有曲柄,机架,是,否,最短构件的对边,最短构件的邻边,最短构件,1.解释(工程上的作用) 某些连杆机
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