i机械设计基础第三章 平面连杆机构.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 机械设计基础 * 其它 机械设计基础 —— 平面连杆机构 * 机械设计基础 * 1 实现刚体给定位置的设计 机构能引导刚体（如连杆）通过一系列给定位置 2 实现已知运动规律的设计 1）给定连架杆对应位置 2）给定行程速比变化系数 3 实现预定轨迹的设计 连杆上某点通过某一预定给定轨迹的功能 图解法、解析法、实验法 三、平面四杆机构的设计 机械设计基础 —— 平面连杆机构 * 机械设计基础 * 1 刚体导引机构的设计 (1)应用概述 (2)刚体导引机构设计分析 (3)刚体导引机构的设计 机械设计基础 —— 平面连杆机构 * 机械设计基础 * (1) 应用概述 实现刚体给定位置的设计——如实现预定的连杆位置要求 机构能引导刚体（一般为连杆）通过一系列给定位置 例：飞机起落架机构: 要求实现机轮放下和收起两个位置 铸造翻砂机构: 要求实现两个翻转位置 机械设计基础 —— 平面连杆机构 * 机械设计基础 * 条件：给定连杆对应位置 铰链四杆机构的设计,在于确定四个铰点的位置,且关键在确定连杆两铰点的位置 连杆上的铰点一定落在以固定铰为中心的圆上 即:刚体导引机构转变成已知圆弧上的点求圆心 (2) 刚体导引机构设计分析 A B C D 机械设计基础 —— 平面连杆机构 * 机械设计基础 * 选定连杆上两活动铰链，即确定连杆长lBC，定比例尺?l作图 活动铰链相对于固定铰链的运动轨迹为圆 用三点定心法确定两固定铰链D,C 计算待求杆长 lAB=AB· ?l m lCD=CD· ?l m lAD=AD· ?l m (3) 刚体导引机构的设计 II I III B1 B2 B3 C2 C3 C1 D A 讨论： 三点唯一确定一个圆,故确定B、C点后，固定铰链A、D也唯一确定 连杆上B、C位置应根据实际情况而定 机械设计基础 —— 平面连杆机构 * 机械设计基础 * 2 函数生成机构的设计 (1)应用概述 (2)函数生成机构设计分析 机械设计基础 —— 平面连杆机构 * 机械设计基础 * (1) 函数生成机构的应用 函数生成机构：实现预定运动规律的设计 即要求机构的主动件和从动件的运动关系能满足给定函数（精确或近似实现） 例：车门开闭机构——要求两连架杆转角相同，转向相反 汽车前轮转向机构——要求两连架杆满足某种函数关系，保证顺利转弯 A B C D 1 2 3 4 B1 j10 B2 j2 E1 y12 E2 E A D 机械设计基础 —— 平面连杆机构 * 机械设计基础 * 工程要求：实现两连架杆的一系列对应位置 (2) 函数生成机构设计 j3 j2 j1 ?3 ?2 ?1 E1 E2 E3 F1 F2 F3 D B1 B2 B3 A 倒置 A B C D A B C D -j12 -j13 即，已知机架长lAD和两连架杆对应位置，设计四杆机构（求其它三杆长）问题 与刚体导引问题的比较 反转法(反转机构法)： 利用相对运动原理法，采用机构倒置，将已知连架杆两位置的设计问题转变为已知连杆两位置的设计问题 机械设计基础 —— 平面连杆机构 * 机械设计基础 * 思路： 先定一个连架杆的长度 转化机构，使C1D成为机架，成为刚体导引机构 以CD为机架时所观察到的AB2C1D 相当于把以AB为机架时所观察到的AB2C2D位置刚化，以D为轴转了一个角度得到的 此时，AB2由连架杆变为连杆，故利用刚化反转法原理可将已知连架杆两位置的设计问题转化为已知连杆两位置的设计问题 设计要点 B2 C2 j y A B1 C1 D y y B2 A C2 已知: 二固定铰链和一个活动铰链，求另一活动铰链，或已知两杆长，求:另两杆长 机械设计基础 —— 平面连杆机构 * 机械设计基础 * 3 轨迹生成机构的应用 轨迹生成机构：实现预定轨迹的设计 即要求机构中连杆上某点的轨迹能与给定的曲线相一致,或能通过给定曲线上的若干有系列的点 例：鹤式起重机——要求连杆上某点能生成近似直线轨迹 搅拌器机构——要求连杆上某点按搅拌材料生成某种轨迹 机械设计基础 —— 平面连杆机构 * 机械设计基础 * 轨迹生成机构设计 实验法 图谱法 解析法 平面四杆机构, 最多能精确实现九个给定的轨迹点 参考数目: 孟宪源: “现代机构手册”，机械工业出版社 1994 李学荣: “连杆曲线图谱” 机械设计基础 —— 平面连杆机构 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 机械设计基础 * 2-2 平面四杆机构的基本类型 一、铰链四杆机构 1 基本型式 2 铰链四杆机构划分 3 平面四杆机构的工作特性