机械设计基础第二章gai概要.ppt

第2章 平面连杆机构 内 容 连杆机构及其传动特点 平面四杆机构的类型和应用 平面四杆机构的基本特性 重 点 平面四杆机构的基本类型及其演化、平面四杆机构的基本知识。 平面连杆机构：由若干刚性构件用低副连接而成的平面机构，故又称平面低副机构。 一、特点: 全低副（面接触），利于润滑，故磨损小、传载大、寿命长；易加工，精度高，制造成本低等。 不能精确实现复杂的运动规律，设计计算较复杂，惯性力不易平衡等。 二、应用 实现已知运动规律； 实现给定点的运动轨迹。 §1 连杆机构及其传动特点 搅拌机 鹤臂吊 夹紧机构 飞机起落架 §2 平面四杆机构的基本型式及其演化 一、平面四杆机构的基本型式 + + 铰链四杆机构 铰链四杆机构：所有运动副均为转动副的平面四杆机构。其他型式的平面四杆机构都可看作是在它的基础上通过演化而成的。 四杆滑块组合机构 曲柄滑块机构 摆动导杆机构 二、铰链四杆机构 1 2 3 4 A B C D 连杆 连架杆 连架杆 机架 连杆 连架杆 曲柄 摇杆 (摆杆) 整转副 (周转副) 摆转副 机架 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 铰链四杆机构 三、应用实例 平行四边形机构 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 反平行四边形机构 双摇杆机构 各种型式的四杆机构相互之间有无关系？ 还有含一个移动副的四杆机构 ……，型式多样。 1.扩大回转副 四、平面四杆机构的演化 机构演化方法 扩大回转副 改变更杆件长度用移动副取代回转副 变更机架等 偏心轮机构 2.改变杆件长度 R A B C D A B C R? A B C R R A B C A B R 正弦机构 曲柄滑块机构 3.变换机架 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 曲柄摇杆机构 双摇杆机构 ① 曲柄滑块机构 导杆机构 摇块机构 定块机构 (直动滑杆机构) A B C A B C AB AC 回转导杆机构 AB AC 摆动导杆机构 ② ③ S q R 正弦机构 双转块机构 正弦机构 双移块机构 q S 正切机构 1.平面四杆机构有曲柄的条件 A B C D a b c d f 设 AB 为曲柄, 且 ad . 由 △BCD : b+cf 、 b+f c 、 c+f b 以 fmax = a + d ， fmin = d - a 代入并整理得： b+c a+d 、 b+d a+c 、 c+d a+b 并可得: ab 、 ac 、 ad . （以曲柄摇杆机构为例） §3 平面四杆机构的主要工作特性 一、运动特性 设计：潘存云 l1 l2 l4 l3 C’ B’ A D 平面四杆机构具有整转副→可能存在曲柄。 杆1为曲柄，作整周回转，必有两次与机架共线 l2≤(l4 – l1)+ l3 则由△B’C’D可得：三角形任意两边之和大于第三边 则由△B”C”D可得： l1+ l4 ≤ l2 + l3 l3≤(l4 – l1)+ l2 AB为最短杆 最长杆与最短杆的长度之和≤其他两杆长度之和 铰链四杆机构有整转副的条件 → l1+ l2 ≤ l3 + l4 C” l1 l2 l4 l3 A D l4- l1 将以上三式两两相加得： l1≤ l2, l1≤ l3, l1≤ l4 → l1+ l3 ≤ l2 + l4 设计：潘存云 2.连架杆或机架之一为最短杆。 可知：当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的转动副都是整转副。 曲柄存在的条件： 1. 最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和 此时，铰链A为整转副。 若取BC为机架，则结论相同，可知铰链B也是整转副。 称为杆长条件。 A B C D l1 l2 l3 l4 作者：潘存云教授 当满足杆长条件时，说明存在整转副，当选择不同的构件作为机架时，可得不同的机构。如： 曲柄摇杆1 、曲柄摇杆2 、双曲柄、 双摇杆机构。 推论1： 当Lmax+Lmin?L(其余两杆长度之和)时 最短杆是连架杆之一——曲柄摇杆机构 最短杆是机架 ——双曲柄机构 最短杆是连杆 ——双摇杆机构 推论2： 当Lmax+LminL(其余两杆长度之和)时 ——双摇杆机构 曲柄存在的条件： (1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和 (2)最短杆是连架杆或机架 2.急回运动和行程速比系数 （以曲柄摇杆机构为例） 从动杆往复运动的平均速度不等的现象称为机构的急回特性. A B C D 极位夹角??0 对应从动杆的两个极限位置, 主动件两相应位置所夹锐角. A B C D