机械设计基础第四章连杆机构.ppt

机械设计基础 四、机构的死点位置 所谓死点位置就是指从动件的传动角等于零或者压力角等于90°时机构所处的位置。 1. 死点位置 D a b d c c a b A 如何确定机构的死点位置？ 分析B、C点的压力角 曲柄摇杆机构（曲柄为主动件）的死点 无死点存在 D A 曲柄摇杆机构（摇杆为主动件）的死点 AB与BC共线时 或者 机构有死点存在 D A 曲柄滑块机构（曲柄为主动件）的死点 e e 无死点存在 曲柄滑块机构（滑块为主动件）的死点 有死点存在 2. 死点位置的应用 飞机起落架 夹具 火车轮 2. 避免死点位置的危害 加虚约束的平行四边形机构 加虚约束的平行四边形机构 4-4 平面连杆机构的运动分析 一、研究机构运动分析的目的和方法 位移分析可以： ◆进行干涉校验 ◆确定从动件行程 ◆考查构件或构件上某点能否实现预定位置变化的要求。 速度、加速度分析可以： ◆确定速度变化是否满足要求 ◆确定机构的惯性力、振动等 1. 目的 ◆图解法 ◆解析法 ◆实验法 2. 运动分析的基本方法 二、用速度瞬心法对平面机构作速度分析 作平面运动的两个构件上瞬时相对速度等于零的点或绝对速度相等的点(等速重合点)，称为速度瞬心。 速度瞬心的个数： 1. 什么是速度瞬心？ 设有m个构件 1，2，3，4，．．．，m 2. 瞬心位置的确定 (1) 通过运动副直接连接的两个构件 1 2 P12 2 1 P12 ∞ 转动副连接的两个构件 移动副连接的两个构件 1 2 M P12 高副连接的两个构件（纯滚动） n n t 1 2 M 高副连接的两个构件（存在滚动和滑动） (2)不直接连接的两个构件 三心定理：三个作平面平行运动的构件 的三个瞬心必在同一条直线上。 1 2 3 K(K1,K2) vk2 vk1 P23 P13 3.用速度瞬心对平面机构作速度分析 三、用解析法对平面连杆机构作速度和加速度分析 1. 基本方法 解析法有很多种不同的方法,本教材采用杆组法 分 解基本杆组 建立基本杆组数学模型 按照基本杆组构成机构的顺序对机构进行运动分析 2. 杆组法运动分析的数学模型 (1) 同一构件上点的运动分析 x y O 已知： 位置： 数学模型 速度： 加速度： (2) RRRII级杆组的运动分析 x y O 已知： 数学模型 位置： 速度： 加速度： (3) RRPII级杆组的运动分析 x y O B C D K s 例 (1)用I级杆数学模型计算B点的运动 (2)用RRR杆组数学模型计算C点的运动 (3)用I级杆数学模型计算E点的运动 (4)用RRP杆组数学模型计算F点的运动 O 4 x y H K A B D E F 1 2 3 5 6 I级杆 RRR杆组 I级杆 RRP杆组 C 4-5 平面连杆机构的力分析机械效率 一、力分析的基本知识 作用在机械上的力： ◆驱动力 驱使机械运动的力，其特征:力与作用点速度方向的夹角为锐角 ◆阻力 阻碍机械运动的力，其特征:力与作用点速度方向的夹角为钝角 通常认为摩擦力是阻力，但是，有时候摩擦力也可以是驱动力 汽车前进方向 摩擦力是驱动力的实例 三、运动副的摩擦力及摩擦时机构的力分析 1. 移动副的摩擦和自锁 i j 自锁 i j 摩擦角（锥） 结论：(1) 当驱动力作用在摩擦角之外 时,滑块不 能被推动的原因是驱动力不够大，而不是自锁。 (2) 当驱动力作用于摩擦角之内 时,将产生 自锁。 移动副自锁条件： 驱动力作用于摩擦角之内 * 4-1 概述 （1）由若干刚性构件用低副联接而成的机构称为连杆机构 连杆机构又称为低副机构 一、定义与分类 （2）连杆机构可分为 空间连杆机构和 平面连杆机构 空间连杆机构 平面连杆机构 二、连杆机构的优点 ? 承受载荷大，便于润滑 ? 制造方便，易获得较高的精度 ? 两构件之间的接触靠几何封闭实现 ? 实现多种运动规律和轨迹要求 三、连杆机构的缺点 ?惯性力不易平衡 ?不易精确实现各种运动规律和轨迹要求 4-2 平面连杆机构的基本类型及其演化 一、平面四杆机构的基本类型及应用 曲柄摇杆机构 基本类型： 四杆机构 连杆曲线 双曲柄机构 双摇杆机构 曲柄摇杆机构 机架 连架杆曲柄 连架杆摇杆 连杆 周转副 周转副 摆转副 摆转副 二、平面连杆机构的演化 人们认为所有的四杆机构都是由四杆机构的基本形式演化来得。 1、曲柄摇杆机构的演化 改变运动副类型 转动副变成移动副 e ∞ 改变构件相对尺寸 改变构件相对尺寸e＝0 2、双曲柄机构的演化 改变运动副类型 转动副变成移动副 转动导杆机构 改变