平面连杆机构设计.ppt

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1、第八章 平面连杆机构及其设计,用低副连接而成的平面机构。,只用于速度较低的场合。,1、能实现多种运动形式。如：转动，摆动，移动，平面运动,2、运动副为低副：,面接触：,承载能力大；便于润滑。寿命长,几何形状简单便于加工，成本低。,3、缺点：,只能近似实现给定的运动规律；,设计复杂；,81 连杆机构及其传动特点,铰链四杆机构：构件之间都是用转动副联接的平面四杆机构,组成：,机架固定不动的构件。,连架杆与机架相联接的构件。分为：曲柄能整周转动 摇杆不能整周转动,连杆不直接和机架相联的构件,82 平面四杆机构的类型和应用,1、平面四杆机构的基本型式,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,平行四边形机构及应用,双

2、摇杆机构,2、平面四杆机构的演变型式,一、曲柄滑块机构,转动副转化成移动副,e0，偏置曲柄滑块机构 e=0，对心曲柄滑块机构,曲柄滑块机构的类型,曲柄滑块机构的运动特性,偏距e行程HC1C2极位夹角,二、曲柄滑块机构的演变,摆动导杆机构：,1、导杆机构,转动导杆机构,定块机构,摇块机构,双滑块机构,偏心轮的演化过程,三、偏心轮机构,四、正弦机构,构件3为机架移动导杆,铰链四杆机构：,构件4为机架，曲柄摇杆,构件1为机架，双曲柄,构件2为机架，曲柄摇杆,构件3为机架，双摇杆,曲柄滑块机构：,构件4为机架曲柄滑块,构件1为机架转动导杆,构件2为机架曲柄摇块,五、机构演变小结,（若1能绕A整周相对转

3、动，则存在两个特殊位置）a+db+c(1)bc+d-a即a+bc+d(2)cb+d-a即a+cb+d(3),83 平面四杆机构的基本知识,1、平面四杆机构有曲柄存在的条件,a+db+c(1)a+bc+d(2)a+cb+d(3)(1)+(2)得2a+b+d2c+b+d即ac(1)+(3)得 ab(2)+(3)得 ad,由此可见，铰链四杆机构曲柄存在的条件是：（1）连架杆或机架为运动链中的最短杆。（2）最短杆与最长杆的长度之和小于等于其它两杆长度之 和。（杆长之和的条件）,（1）最短构件与最长构件的长度之和大于其他两构件长度之 和，所有运动副均为摆动副，均为双摇杆机构。,（2）最短构件与最长构件的

4、长度之和小于等于其他两构件 长度之和，最短构件上两个转动副均为整转副。,取最短构件为机架,双曲柄机构,取最短构件任一相邻构件为机架,曲柄摇杆机构,取最短构件对面的构件为机架,双摇杆机构,平面四杆机构的类型判别,AC1E：b-ae AC2E：a+be,即有曲柄的条件:ba+e e=0,ba,曲柄滑块机构有曲柄的条件,某些机构（如曲柄摇杆机构）中，原动件作匀速转动，从动件作往复运动的机构，从动件正行程和反行程的平均速度不相等。急回运动,行程速比系数,2、急回运动和行程速比系数,从动件慢行程 快行程,极位夹角（C2AC1）AB1和AB2所夹的锐角摇杆的摆角y（C1DC2）摇杆两极限位置的夹角,压力角

5、:从动件上某点的受力方向与从动件上该点速度方 向的所夹的锐角。,传动角：P与Pn夹角，,最小传动角min,一般要求：min40,出现在原动件和机架共线的位置,3、压力角和传动角,机构停在死点位置，不能起动。运转时，靠惯性冲过死点。,曲柄为从动件，当机构处于曲柄和连杆共线的两个位置时，原动件通过连杆作用于曲柄的力通过曲柄转动中心，不产生转矩。,4、死点位置,84 平面四杆机构的设计,设计方法：1、图解法，2、解析法，3、图谱法，4实验法,选型：,运动尺寸设计：,确定连杆机构的结构组成：构件数目，运动副类型、数目。,确定机构运动简图的参数：转动副中心之间的距离；移动副位置尺寸,1、实现构件给定位置

6、,2、实现已知运动规律,3、实现已知运动轨迹,设计要求：,1、平面连杆机构设计的基本问题,B1,B2,B3,C2,C3,C1,直接量取：AB、CD、AD的值，则lABABmllCD CDmllAD ADmlml作图比例,2、用作图法设计平面四杆机构,1）按照给定的连杆位置设计四杆机构,1）已知连杆长度及三个位置，设计该铰链四杆机构。（若已知2个位置，无穷解。）,2）按照给定的行程速比系数K设计四杆机构,分析：,AC1=BCABAC2BCAB,a)已知：曲柄摇杆机构，摇杆CD长度，摆角，K设计此机构（确定曲柄和连杆长）,设计步骤,2、选比例。例如,3、在适当位置作点D。然后作DC1和DC2，使 C1DC2,A,4、用直线连结C1和C2。过C1作C1C2的垂线，过C2作与C1C2成90q角的另一直线，两直线相交于点A,5、过C1、C2及A三点作圆，固定铰链A在此圆周上，可结合其它条件确定A的位置,6、连接并量取AC1和AC2。则：,lABml(AC2 AC1)/2;lBC ml(AC2AC1)/2。,7、依据所求到的杆长，作出一个位置的机构运动简图,b)已知摆动导杆机构机架长度以及K，设计此机构。,解：y=,3）已知偏置曲柄滑块机构的行程H，偏距e及K，设计此机构,解：,e,lABml(AC2 AC1)/2;lBC ml(AC2AC1)/2。,