第五章平面连杆机构.ppt

（2）正切机构的传动特性 推杆的位移（传动特性）： 正切机构的传动比 2、应用举例 正弦机构 正切机构 3、原理误差 正弦机构和正切机构的仪表度盘按线性刻度，但正弦机构和正切机构的传动特性是非线性的，必然引起仪表示数误差。 由于采用机构的传动特性与要求的传动特性不相符而引起的误差称为原理误差。 （1）正弦机构的原理误差 线性刻度盘，刻度特性为： 原理误差为 设： （2）正切机构的原理误差 4、设计原则 （1）合理选择传动型式 （2）工作角度和摆杆长度的确定 （3）摆杆长度的调整 （1）合理选择传动型式 1）当条件相同时，正弦机构比正切机构的原理误差的绝对值减小了1/2。 高精度的精密仪器仪表中，为了提高测量精度，多采用正弦机构。 3）正切机构的结构工艺性较正弦机构的好。 2）推杆导轨的间隙对正弦机构的精度没有影响，对正切机构影响较大。 测杆位移s经两级放大进行读数，第一级为正切机构，将线位移转换为角位移，对于线性刻度标尺，示值小于实际值； 第二级为光学放大，将角位移转换为线位移，对于线性刻度标尺，示值大于实际值。两者原理误差相反，抵消一部分。 正弦机构和正切机构的原理误差均与工作角度的立方成正比，为了保证仪器的精度，实际应用中，把工作角度限制在很小的范围内，否则会产生过大的原理误差。 （2）工作角度和摆杆长度的确定 如果指示范围 如果指示范围扩大，s=0.5mm， 误差增大1000倍，测量范围取+-0.3mm。 在测量范围一定时，若摆杆长度a增大，则φ减小，原理误差大大减小，并且制造比较容易，因此在结构允许时尽量增大摆杆长度。a3.5～4.5mm。 但a增大，传动比减小。实际中，为了保证总传动比的要求，多用双杠杆传动或杠杆齿轮传动。 （3）摆杆长度的调整 为了减小原理误差，采用调整摆杆长度的方法。 设a0为摆杆设计长度，则线性标尺特性为s=a0φ。其特性为一直线，但正弦机构的理论传动特性为s=a0sinφ，特性线为正弦曲线（曲线1） 两者之差即为原理误差。当摆杆转角为±φmax时，原理误差的绝对值最大，其值 如果把摆杆长度调整（增大）至a，则s=asinφ增大，原理误差 减小。曲线2为摆杆长度调整到使最大摆角±φmax处的原理误差等于零时正弦机构的传动特性曲线。这时，最大的原理误差将出现在-φ1和+φ1处。 当正弦机构的传动特性为曲线2时，最大原理误差为： 摆杆长度调整后，原理误差可减小为原来的1/2.6。 机构从动件的输出量（位移或转角）与主动件的输入量（位移或转角）之间函数关系称为传动特性。 机构从动件的速度与主动件的速度之比称为传动比，或从动件位移增量与主动件位移增量之比。 求：主动件的转角与从动件的转角关系（传动特性）： 从动杆的角速度 传动比 从动杆的转角（传动特性） 铰链四杆机构具有非线性特性，而且传动比与几何参数及位置参数因素有关，计算起来比较繁琐。 但当机构处于特定位置附近工作时，具有近似线性特性。 2、近似线性铰链四杆机构设计 当a、c 一定时，机构在此特定位置附近工作，可获得近似线性特性。 近似线性铰链四杆机构设计原理 机构的传动比 A B O φ ψ φa φg φb ψA S ψg ψB 机构的传动比 实际情况： 非线性 特性线为曲线ab，曲线仅在切点与直线有相同的传动比，其他位置均有误差，A、B两极限位置误差最大。 A B O φ ψ φa φg φb C (φc, ψc) ψA S ψg ψB a ψa b ψb ΔψB ΔψA A B O φ ψ φa φg φb C (φc, ψc) ψA S ψg ψB a ψa b ψb ΔψB ΔψA 验算 设计时，一般将切点C选在直线AB的中点，这样会使误差分布均匀。此时，机构主动杆与从动杆皆与连杆垂直，对于指针标尺示数装置的仪表，指针正好处于标尺刻度的中间位置。 例：设计某一双波纹管差压计的铰链四杆机构 要求误差δ小于等于2%，传动比=3.75，主动件AB工作摆角φg=8o，AD=118mm，AB=55.6mm。 设计铰链四杆机构，实际上是求：杆CD、BC的长度，验算误差。 解： 1）从动件的摆动范围 2）计算杆BC和CD的长度 3）确定切点c的位置 4)计算φA 、 ψA 、 φB 、ψB 5）计算ψa 、 ψb （公式5-6） 6）计算误差值 （二）曲柄滑块机构的传动特性 滑块的直线位移s与曲柄角位移φ之间的关系s=f(φ)称为曲柄滑块机构的传动特性。 1、传动特性 偏置曲柄滑块机构 水平投影： 设曲柄长a,连杆长b，偏距e，滑块位移s，