机械设计基础第二章平面连杆机构课件.ppt
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1、2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,1,第2章 平面连杆机构(Planar link),2-1 平面四杆机构及其传动特点,2-3 平面四杆机构的基本特性,2-4 平面四杆机构的设计,2-2 平面四杆机构的基本类型和应用,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,2,平面连杆机构:构件用低副(转动副和移动副)连接组成的平面机构。,2-1 平面四杆机构及其传动特点,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,3,面接触,耐磨损,连杆机构的优点,制造方便,易获得较高的制造精度,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,4,实现多种运动规律和轨迹要求,2023年3月
2、13日星期一,第2章 平面连杆机构,5,连杆机构的缺点,低副中存在间隙,如构件与运动副数目较多时,运动 传递的累积误差大;,连杆的惯性力不好平衡,动载荷大,不适合用于高速;,设计较复杂,不易精确实现复杂运动规律等。,最简单的平面连杆机构是由四个构件组成,即平面四杆机构。,注:由N个构件组成的平面连杆机构称为平面N 杆机构,如平面四杆机构、平面六杆机构等等。,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,7,铰链四杆机构,含一个移动副的四杆机构,含两个移动副的四杆机构,其他演化型式,2-1 平面四杆机构的基本类型和应用,平面四杆机构的类型,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,8
3、,一、铰链四杆机构,铰链四杆机构:全部由转动副相连的平面四杆机构。,机架,连架杆,连杆,连架杆,曲柄,摇杆,铰链四杆机构基本型式:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,9,整转副(Fully rotating pair)联接的两构件能相对作整周转动的运动副。,整转副,摆转副,整转副,摆转副,摆转副(Partially rotating pair)联接的两构件不能相对作整周转动的运动副。,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,10,曲柄摇杆机构(Crank-rocker),双摇杆机构(Double-rocker),机架,曲柄,机架,
4、摇杆,摇杆,摇杆,铰链四杆机构的基本型式:,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,11,铰链四杆机构,等腰梯形机构,双曲柄机构(Double-crank),曲柄,曲柄,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,12,1、曲柄摇杆机构,应用实例一,雷达天线俯仰角调整机构,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,13,实例二,搅拌机构,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,14,缝纫机踏板机构,脚踏砂轮机构,实例三、四,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,15,应用实例一:,2、双曲柄机构,惯性筛机构,2023年3月13日星期一,第2章 平面
5、连杆机构,16,平行四边形机构,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,17,逆(反)平行四边形机构,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,18,应用实例二,火车车轮的联动机构,销控机构,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,20,摄影升降机构,应用实例,双曲柄插床,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,22,应用实例一,3、双摇杆机构,鹤式起重机,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,23,1、曲柄滑块机构,二、含一个移动副的四杆机构,偏置曲柄滑块机构,对心曲柄滑块机构,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,24,2、导杆
6、机构,取曲柄AB作机架,若lBClAB,转动导杆机构,若lBClAB,摆动导杆机构,应用:牛头刨床、插床、回转式水泵,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,25,3、摇块机构和定块机构,取连杆BC作机架,摇块机构,取滑块作机架,定块机构,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,26,改变运动副类型转动副变成移动副,改变构件相对尺寸,双滑块机构(正弦),三、含两个移动副的四杆机构(双滑块机构),2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,27,1、正弦机构,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,28,2、正切机构,2023年3月13日星期一,第2章 平面连
7、杆机构,29,3、滑块联轴器,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,30,4、椭圆仪,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,31,1、偏心轮机构,四、其他演化型式,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,32,2、天平机构,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,33,3、牛头刨床机构,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,34,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,35,2-2 平面四杆机构的基本特性,急回特性,压力角和传动角,死点位置,铰链四杆机构有整转副的条件,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,36,一、
8、急回特性,C2,C1,B2,B1,摇杆摆角:摇杆在两极限位置时的夹角,极位夹角:摇杆在两极限位置时主动曲柄之间所夹的锐角,曲柄运动夹角1和2,2 1,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,37,行程速度变化系数K:,极位夹角:,结论,当机构存在极位夹角 时,机构便具有急回运动特性。且角越大,K值越大,机构的急回性质也越显著。,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,38,讨论:(1)若极位夹角=0,则行程速比系数K=1,机构无急回运动。(2)若0,则K1,角越大,K值也越大,机构的急回运动性质越明显。(3)急回作用具有方向性,当原动件的回转方向改变时,急回的行程也跟着变。
9、(4)偏置曲柄滑块机构也有急回运动特性,其极位夹角如图。,(5)摆动导杆机构也有急回运动特性,其极位夹角如图所示。,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,39,二、压力角和传动角,作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度vC之间所夹的锐角称为压力角,压力角的余角称为传动角。,结论:1.压力角越小,传动角越大,机构传力性能越好;2.压力角越大,传动角越小,机构传力性能越差,效率低。,2023年3月13日星期一,第2章 平面连杆机构,40,连杆BC与从动件CD之间所夹的锐角 称为四杆机构在此位置的传动角。,且 90 90,最小传动角的确定:对于曲柄摇杆机构,min出现在主动件曲柄与
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