第03章 连杆机构.ppt

§2-4 平面四杆机构运动设计的基本问题与方法 一.平面四杆机构的功能及应用 二.运动设计的基本问题与方法 1 .平面四杆机构设计的主要任务： 在型综合的基础上，根据机构所要完成的功能运动而提出 的设计条件（运动条件、几何条件和传力条件等），确定机构 的运动尺寸（一般又称为尺度综合），画出机构运动简图。 2 .设计中应满足的附加条件： （1）要求某连架杆为曲柄； （2）要求机构的运动具有连续性； （3）要求最小传动角在许用传动角范围内，即 （4）特殊的运动要求，如要求机构输出件有急回特性； （5）足够的运动空间等。 3 . 平面四杆机构运动设计的问题概括成下述两个基本问题 （2）实现已知轨迹问题 （1）实现已知运动规律问题； 4 .设计方法 （1）实验法； （2）几何法（作图法）； （3）解析法 §2-5 平面四杆机构的解析法设计 一. 刚体位移矩阵 用构件上某点的坐标及通过该点 的某一直线与固定坐标系的x轴 之夹角来确定。例如 位置1的位置参数： Xp1 、 yp1、 位置i的位置参数： Xpi 、 ypi、 2. 刚体位移矩阵 1 . 构件在平面上的位置表示 P1 y1 x1 Q1 p1 pi Si y x S1 O x1 y1 O1 Q1 构件S上任一点的运动看成是：随动坐标系绕固定 坐标系原点O的转动；及随动坐标系平动的合成运动。 其中： 式中xOi、 yOi为动参考系坐标原点在固定坐标系中的位移， 可用已知点p1、pi的坐标表示。 (i=2、3…n) 1 = 0 + 0 + 1 Oi Qi xi y i Si §2-5 平面四杆机构的解析法设计 一. 刚体位移矩阵 则 式中用已知位置坐标表示的矩阵 称为刚体位移矩阵 运动后的坐标 构件上某点运动前的坐标 令： (i=2…n) §2-5 平面四杆机构的解析法设计 一. 刚体位移矩阵 （1）构件S绕坐标原点O转动的位移矩阵 R1i称为平面旋转矩阵。 （2）绕x轴上某点转动的构件S的位移矩阵 xpi=xp1=lAD, ypi=yp1=0 (i=2、3…n) y O x lAD A D 1 i ?1i O y x 1 i ?1i §2-5 平面四杆机构的解析法设计 一. 刚体位移矩阵 （1）构件S绕坐标原点O转动的位移矩阵 （2）绕x轴上某点转动的构件S的位移矩阵 (3)作平动构件的位移矩阵 1 i x y p1 pi (i=2、3…n) §2-5 平面四杆机构的解析法设计 一. 刚体位移矩阵 x 此类机构的设计问题归纳为：给定连杆若干位置参数xPi、yPi、?i（i = 1, 2, ..., n）要求设计此平面连杆机构。 y P1 ?1 Pi ?i O 及 (i=2、3…n) 求解的关键在于设计相 应的连架杆，讨论其设计方程，即位移约束方程。 A B1 Bi D C1 Ci §2-5 平面四杆机构的解析法设计 一. 刚体位移矩阵 B1 Bi 二. 刚体导引机构的运动设计 x y P1 ?1 Pi ?i O C1 Ci 设计步骤： 2 .写出连杆上活动铰链点 （B、C）运动前、后的坐 标关系； 1 .写出刚体（连杆）位移矩阵； (i=2、3…n) 设未知量xB1 、 yB1 、 xC1 、 yC1 及 (i=2,3,…n) D A 3.列出连架杆（导引杆）的位移约束方程 (xBi-xA)2+(yBi-yA)2=(xB1-xA)2+(yB1-yA)2 (i=2,3,…n) （1） (xCi-xA)2+(yCi-yA)2 =(xC1-xA)2+(yC1-yA)2 (i=2,3,…n) (2) (2）作移动的连架杆（导 引杆）的位移约束方程 即C点的定斜率约束方程 (j=3、4…n) (3) (1）作定轴转动的连架杆（导引杆）的位移约束方程 设计步骤： 3.列出连架杆（导引杆）的位移约束方程； 2 .写出连杆上活动铰链点（B、C）运动前、后的坐标关系； 1 .写出刚体（连杆）位移矩阵； §2-5 平面四杆机构的解析法设计 一. 刚体位移矩阵 二. 刚体导引机构的运动设计 (xBi-xA)2+(yBi-yA)2=(xB1-xA)2+(yB1-yA)2 (i=2,3,…n) （1） (xCi-xA)2+(yCi-yA)2=(xC1-xA)2