第8章平面连杆机构 (216 MB).PPT

第八章 平面连杆机构 教学要求 教学重点与难点 教学内容 了解平面连杆机构的组成及其优缺点；熟悉平面四杆机构的工作特性；掌握平面四杆机构的基本形式；平面连杆机构的运动设计。 　　重点：平面四杆机构的工作特性； 平面连杆机构的运动设计。  难点：平面连杆机构的运动设计 §8-1 平面连杆机构的组成及其优缺点§8-2 平面四杆机构的基本形式及其演化§8-3 平面四杆机构的工作特性§8-4 平面连杆机构的运动设计 平面连杆机构的组成及其优缺点 　　平面连杆机构是由一些刚性构件用平面低副相联连接而成，并可在同一平面内或相互平行平面内运动的机构。 平面四杆机构的基本形式及其演化 　　铰连四杆机构：各构件之间均由转动副相连接的平面四杆机构。 一、铰链四杆机构的基本形式及其应用 　　铰链四杆机构，4为机架，2为连杆，构件1、3称为连架杆，其中能绕其轴线作整轴回转的连架杆1称为曲柄，只能绕轴线往复摆动的连架杆3称为摇杆。 平面四杆机构的基本形式及其演化 　　平行双曲柄机构（平行四边形机构）的两曲柄角速度相等，转向相同，连杆始终作平动；具有等传动比的特点。 　　反向双曲柄机构（逆平行四边形机构）的两曲柄角速度不相等且转向相反。 平面四杆机构的基本形式及其演化 　　3、双摇杆机构 　　两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。 在双摇杆机构中，两摇杆可分别作主动件。　　 平面四杆机构的基本形式及其演化 二、铰接四杆机构的演化 平面四杆机构的基本形式及其演化 2、转动副转化成移动副 平面四杆机构的基本形式及其演化 3．取不同的构件为机架 平面四杆机构的工作特性 一、铰接四杆机构曲柄存在的条件 平面四杆机构的工作特性 二、压力角和传动角 压力角α：从动件摇杆所受作用力F的方向与该点速度方向之间所夹锐角。 压力角愈小对机构传动愈有利。为保证机构具有良好的传力性能，应使αmax≤[α]。 传动角γ：压力角α的余角，即γ=90°-α。 α愈小γ愈大，对机构工作与越有利。机构的传力条件：γmin≥[γ] 设计时一般应使γmin≥40°，高速和大功率转动中，应使γmin≥50°。 铰链四杆机构工作时，γmin在机构中位置的确定： 平面四杆机构的工作特性 三、死点位置 曲柄摇杆机构中，以摇杆为主动件，曲柄为从动件，当摇杆位于两极限位置时，连杆与曲柄共线重合，此时机构的转动角γ=0o，压力角α=90o，摇杆经连杆作用于曲柄上的力F通过其回转中心A，使曲柄不能转动，整个机构处于静止状态，这种位置称为机构的死点位置。 机构死点位置克服的措施： ①在从动件上加装飞轮靠惯性闯过死点位置； ②双摇杆机构中通过限制摇杆的摆动角度来避免机构处于死点位置。 平面四杆机构的工作特性 四、急回运动和行程速比系数 平面连杆机构的运动设计 平面连杆机构的运动设计 * * * * * * * 教学要求 教学重点与难点 平面连杆机构的主要优点： ①各构件之间为面接触，单位面积所受的压力较小，易于润滑，摩擦及磨损较小； ②各构件之间的接触面为圆柱面或平面，所以制造比较简单，能获得较高的精度； ③各构件之间的接触是靠本身的几何封闭来实现的，不需要锁紧弹簧，所以结构简单； ④能够实现多种运动形式的转换，当主动件等速连续运动时，从动件能实现等速、变速连续运动或间歇运动等多种运动规律，以满足生产中不同的运动要求。 平面连杆机构的主要缺点： 组成平面连杆机构的构件和运动副数目多，易产生自锁，累计误差大，降低了机构的运动精度；机构中作平面复杂运动和往复运动的构件所产生的惯性力难以平衡，这样使机构在高速运转时产生较大的振动和动载荷。因此，连杆机构常用于速度较低的场合。 　　铰链四杆机构的三种基本形式： 　　1、曲柄摇杆机构 　　两个连杆架之一是曲柄，另一个是摇杆的铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构可将曲柄的整周连续转动变成摇杆的往复摆动；也可将摇杆的往复摆动转变成曲柄的整周转动。 　　2、双曲柄机构 　　两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。双曲柄机构中，两曲柄可分别作主动件。一般当主动曲柄等速转动时，从动曲柄作变速转动。 　　为防止平行双曲柄机构在运动过程中变成反向双曲柄机构可采取以下措施： 　　①在从动曲柄上装一飞轮靠惯性保证其转向不变； 　　②在机构中增装一辅助曲柄以构成虚约束使从动曲柄不能反向转动。 　　港口起重机采用双摇杆机构。该机构利用双摇杆机构中连杆延长部分上的M点只作平移来吊货物，避免了不必要的升降，减少了能量损失。 　　在双摇杆机构中，若两摇杆的长度相等，则称为等腰梯形机构。 1、扩大转动副的半径 铰链四杆机构的变为曲柄滑块机构。 当e=0时，为对心曲柄滑块机构； 当e≠0时，为