机械设计基础小结.ppt

* 上海应用技术学院 1. 四杆机构的基本形式、演化及应用； 2. 基本概念：曲柄、摇杆、连杆、整转副，摆转副、曲柄存在  条件、极限位置、极位夹角q、急回特性、行程速 比系数K、压力角a、传动角g、死点等； 3. 运动及传力特性： 曲柄存在条件、最佳传力位置、最小和最大传动角位置、机 构死点位置等。熟练掌握曲柄存在条件、极位夹角、行程速 比系数、压力角a、传动角g、死点等的确定方法； 本章重点： 4. 掌握按连杆三组位置、按行程速比系数设计四杆机构的方法。 注意：完整的设计图应包括：比例尺、机构运动简图、各杆长 度尺寸等。 双摇杆机构 最长杆与最短杆的长度之和≤其他两杆长度之和？ 否 最短杆为连架杆？ 最短杆为机架？ 双摇杆机构 否 否 是 是 双曲柄机构 曲柄摇杆机构 是 铰链四杆机构类型判断： 2. 若机构满足杆长条件，则 (1) 以最短杆的邻边为机架时为曲柄摇杆机构 (2) 以最短杆为机架时为双曲柄机构 (3) 以最短杆的对边为机架时为双摇杆机构 1. 若机构不满足杆长条件则只能成为双摇杆机构 (1) 当AD ? 8 mm 时 例1 已知铰链四杆机构ABCD，其中AB?20mm，BC?50mm， CD ? 40 mm，AD为机架。问：分别取AD杆长 8 mm、35mm、65 mm、80 mm 时，机构 为何种类型。 a B b A D d C c 此时AD为最短杆，且： 8 ?50 20?40 最长杆 最短杆 D C a B b A d c 双曲柄机构 (2) 当AD ? 35 mm 时 此时AD不为最短杆也不为最长杆，且：20?50 35?40 a B b A D d C c 最短杆 最长杆 曲柄摇杆机构 a B b A D d C c (3) 当AD ? 65 mm 时 此时AD为最长杆，且：20 ? 65 40 ? 50 机构为曲柄摇杆机构。 (4) 当AD ? 80 mm 时 此时AD为最长杆，但：20 ? 80 40 ? 50，即不满足杆长条件， 机构为双摇杆机构。 曲柄摇杆机构基本特性 摇杆极位：C1D、C2D 。  (当曲柄AB与连杆BC两次共线时摇杆CD的两位置) 摇杆摆角y ： C1D、C2D 间的夹角。 (1) 急回运动和行程速比系数 设各杆长度：曲柄长 a，连杆长 b，摇杆长 c，机架长 d 。 极位夹角q ：当摇杆处于两极限位置时对应的曲柄间所夹的锐角。 AC1= b – a AC2= b + a B D C A d a b c w B1 C1 B2 C2 y q 摇杆进程： 曲柄 AB1 ? AB2，摇杆 C1D ? C2D， 摇杆回程： 曲柄 AB2 ? AB1，摇杆 C2D ? C1D， 设曲柄顺时针以匀角速度 w 转动： B D C A d a b c w B1 C1 B2 C2 y q j1 j2 有摇杆回程速度大于进程速度，回程时间少于进程时间，摇杆的这种特性称为急回运动特性。 急回运动特性可用来减少非生产时间，提高生产率。 急回运动的程度用行程速比系数 K 表示： 可知： q = 0 时 K = 1，无急回特性； q ≠0 时 K 1，具有急回特性。 且 q ? ，K ? ，急回特性越显著。 若需急回特性时，先按急回要求选定 K 值，求出极位夹角 q ： 再由 q 确定各杆尺寸。 传动角 g ：从动件受力 F 方向与分力 Fn 方向间夹角称为机构 传动角。 可知：传动角为压力角的余角，即 a +g = 90o 或 g = 90o – a ∴ a ?，g ?，机构传力性能 ?。 工作中为了保证机构传力性能良好，一般规定：g min ≥ 40o 注意：g 又等于连杆与摇杆所夹锐角。 vC B D A C w a F Ft Fn g 注意：机构不同位置 时压力角不同。 g 压力角 a ：从动件受力方向与受力点速度方向所夹锐角称为 机构压力角。 (2) 压力角和传动角 g min 的位置：为曲柄与机架共线两位置 AB、AB 处之一。 若： d 90o，则 g min = g 1 若： d 90o，则 g 2 = 180o – d ，取 g min = min { g 1，g 2 } B D C A B C B C d a b c g g1 d F ? = 0 (3) 死点与死点位置 若