平面连杆机构及其设计-OK.PPT

* 吕苇白 第八章 平面连杆机构及其设计(Planer Linkage Mechanisms and Dimensional Synthesis) §8－1 平面连杆机构及其传动特点 §8－2 平面四杆机构的类型和应用 §8－3 平面四杆机构的基本知识 §8－4 平面四杆机构的设计 特征：有一作平面运动的构件，称为连杆(coupler)。 定义：由低副（转动、移动）联接组成的平面机构。 §8－1 平面连杆机构及其传动特点 特点(advantages)： 分类(type) 平面连杆机构 空间连杆机构 本章重点内容是介绍四杆机构 铰链四杆机构 单移动副机构 双移动副机构 基本型式——铰链四杆机构，其它四杆机构都是由它演 变得到的。 §8－2 平面四杆机构的类型和应用 1.平面四杆机构的基本型式 （1）曲柄摇杆机构(crank-rocker mechanism) （2）双曲柄机构(double-crank mechanism) 特例：平行四边形机构 (parallel-crank mechanism) 实例：火车轮 摄影平台 天平 车门开闭机构 （3）双摇杆机构(double-rocker mechanism) 改变构件的形状和运动尺寸(replacing a revolute pair with a sliding pair) 对心曲柄滑块机构 曲柄摇杆机构 正旋机构 2.平面四杆机构的演化型式(variation) 正切机构 (2)改变运动副的尺寸(enlarging a revolute pair) (3)选不同的构件为机架(taking different links as the frame) 偏心轮机构 曲柄滑块机构 3 1 4 A 2 B C 导杆机构 3 1 4 A 2 B C 摇块机构 3 1 4 A 2 B C 3 1 4 A 2 B C 直动滑杆机构 这种通过选择不同构件作为机架以获得不同机构的方法称为： 机构的倒置(inversions) (4)运动副元素的逆换(interchanging guide-bar and sliding block) 将低副两运动副元素的包容关系进行逆换，不影响两构件之间的相对运动。 导杆机构 4 3 2 1 摇块机构 3 2 1 4 §8－3 平面四杆机构的基本知识 1.平面四杆机构有曲柄的条件(conditions for having a crank) ▲连架杆或机架之一为最短杆(sufficient condition)。 ▲最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和 称为杆长条件(necessary condition)。 推论(consequence)：若铰链四杆机构不满足杆长条件， 即Lmax＋Lmin＞Li＋Lj时，说明不存在整转副，此时 不论以何构件作为机架，均为双摇杆机构。 曲柄摇杆1、曲柄摇杆2、双曲柄、双摇杆机构。 A B C D 2.急回运动与行程速比系数 在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个极限位置，简称极位。 B1 C1 A D 曲柄摇杆机构 θ C2 B2 此两处曲柄之间的夹角θ 称为极位夹角(crank acute angle between the two limiting positions)；或：摇杆处于两极限位置时曲柄所夹的锐角。 此两处摇杆之间的夹角ψ 称为摆角(angular stroke of the rocker ) ψ 称K为行程速比系数。 且θ越大，K值越大，急回性质越明显。 只要 θ ≠ 0 ， 就有 K＞1 设计新机械时，往往先给定K值，于是: α F γ F’ F” 3.压力角和传动角 压力角(Pressure Angle )： 输出从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。 压力角的余角称γ为传动角 A B C D 可用γ的大小来表示机构传动力性能的好坏, If the friction force and gravity force are neglected 设计时要求: γmin≥50° γmin＝[γ1, γ2 ]min 主动件与机架共线两处之一。 机构的传动角一般在运动链最终一个从动件上度量。 C1 B1 a b c d D A γ1 C2 B2 γ2 F 摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有： 此时机构不能运动. 称此位置为： “死点” γ＝0 靠飞轮的惯性如内燃机、缝纫机等。 γ＝0 F γ＝0 4.机构的死点位置(Dead-points) 避免措施：两组机构错开排列； 也可以利用死点进行工作：飞机起落架、钻夹具等。 §8－4