连杆机构ysz8.ppt

第二章 连杆机构 概述 平面四杆机构的基本型式及演化 平面四杆机构的工作特性 平面连杆机构的运动分析 平面连杆机构的设计 2.1概述 平面连杆机构的特点 1.优点: 杆状构件,可以传递较远距离的动作 低副,可以承受很大的载荷 曲线形式的多样性 运动形式的多样性 2.缺点:产生惯性力;设计较困难 研究的问题: 运动分析 运动设计 2.2 平面四杆机构的基本型式 及演化 1.平面四杆机构的基本型式:铰链四杆机构 2.平面四杆机构的演化方式: 取不同构件为机架:运动的可逆性 曲柄摇杆机构; 双曲柄机构; 双摇杆机构 含有一个移动副的四杆机构(转动副转化为移动副) 曲柄滑块机构; 曲柄摇块机构; 摆动导杆机构等 含有两个移动副的四杆机构: 正切机构;正弦机构 2.3平面四杆机构的工作特性 运动特性 1.曲柄存在条件 2.急回特性 3.运动连续性 动力特性 1.压力角、传动角 2.死点 曲柄存在条件 一、运动特性 1、铰链四杆机构中曲柄存在条件 连架杆和机架中必有一杆是最短杆 最短杆和最长杆之和小于或等于其它两杆之和 推论: 以最短杆为机架,该机构是双曲柄机构; 以最短杆的两个邻边为机架, 得到两个不同曲柄摇杆机构; 以最短杆的对边为机架,该机构是双曲柄机构。 如果最短杆和最长杆之和大于其它两杆之和，则为双摇杆机构。 一、运动特性 2、急回特性 连杆机构中，主动件等速回转,从动件的工作行程速度慢，而回程速度快，称急回特性。通常用行程速比系数K表示。 K=Vm回/Vm工作=1 一、运动特性 2、急回特性 K=Vm回/Vm工作=1 K=（180o+q）/（180o-q） 极位：从动件所能达到的极限位置。 极位夹角：从动件在两个极限位置时，主 动件两位置所夹之锐角，用q 表示。 一、运动特性 2、急回特性 急回特性是表征从动件特性的。 若q 0，即K0 从动件具有急回特性，此机构具有急回特性。 分析机构的急回特性时要注意原动件的运动方向。 急回特性 一、运动特性 3、运动的连续性 机构只能在其可行域内运动,不能从一个可行域跳入另一个可行域. 二、动力特性 1、压力角a、传动角g 压力角a:在不计摩擦的情况下,从动件受力方向与力作用点速度方向所夹的锐角。 传动角g:压力角之余角。衡量机构的传动质量。 传动角g越大，对机构工作越有利。 设计时，应使g? gmin 铰链四杆机构中，曲柄与机架拉直共线和重叠共线的两位置处出现的传动角中，必有一出为最小传动角 二、动力特性 2、死点 从动件在传动角为零的位置为机构的死点. 在分析死点位置时,要首先搞清楚哪个是主动件. 死点是机构在运动过程中所处的特殊位置,它与自由度为0不同,与机构的自锁也不同. 二、动力特性 2、死点 死点的避免 机构错位排列 加飞轮,利用惯性通过死点 死点的利用 飞机起落架 夹具 2.4平面连杆机构的运动分析 一、 速度瞬心及其应用 1.速度瞬心的概念; 2.速度瞬心数目; 3.速度瞬心的位置;(直接构成运动副,间接构成运动副:三心定理) 4.应用 二、杆组法及其应用 一、 速度瞬心及其应用 1.速度瞬心的概念：两个刚体上相对速度为零的重合点。 如果两刚体之一是静止的，其瞬心为绝对速度瞬心。 如果两刚体都是运动的，其瞬心为相对速度瞬心。 2.速度瞬心数目： 如果一个机构由k个构件所组成，则它的瞬心总数为：N=k(k-1)/2 一、 速度瞬心及其应用 3.速度瞬心的位置: 直接构成运动副 间接构成运动副: 三心定理:作平面运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于同一直线上。 两构件通过转动副直接相连 两构件通过移动副直接相连 两构件通过高副直接相连 一、 速度瞬心及其应用 小结： 常用在构件较少的机构中，不适用多杆机构 找瞬心时可根据实际情况找所用的瞬心 只适用于速度分析，不适用加速度分析 只适用一个或几个位置的求解，不适于多位置或一个周期内的速度、加速度分析 二、杆组法及其应用 掌握杆组法原理, 求解思路和求解过程 基本思路：将平面连杆机构分解成作为原动件的单杆构件和几个基本杆组。单杆构件和基本杆组已有编好的子程序。在用计算机对机构进行运动分析时，可直接调用子程序，而使主程序的编写大为简化。 2.5 平面连杆机构的设计 一、图解法 已知连杆位置，设计连杆机构 已知连架杆位置，设计连杆机构 已知连杆机构的急回系数，设计连杆机构 二、解析法 已知连架杆位置，设计连杆机构 已知连杆上某点的轨迹，设计连杆机构 三、实验法 四、最优化方法 一、图解法 1、已知连杆位置，设计连