哈工程机械第三章.ppt

第3章 平面连杆机构及其设计 §1 连杆机构及其传动特点 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。 §2 平面四杆机构的基本型式及其演化 最小传动角 ?min D′ A′ D A B1 C1 ● D B1 C1 A ● B2 C2 四边形 AB2C2D ? 四边形 A′B1C1D′ 已知固定铰链A、D中心位置，求活动铰点B、C中心位置。 实现连杆给定位置（续） E1 F1 E2 F2 E3 F3 ● C B ● A′ D′ A′′ D′′ A D 2.设计一四杆机构,实现连架杆预定对应位置 A B C D 1 2 3 4 B1 f10 B2 f12 E1 y12 E2 E A D 1） 用反转法求相对位置、相对运动轨迹 。 B2 C2 f y A B1 C1 D y y B2 A C2 B1 B2 f10 f12 y12 A D y10 E1 E2 B2 ● 试设计铰链四杆机构, 实现连架杆两对对应位置. y12 C1 例. 已知: A B C D 1 2 3 4 铰链四杆机构 AB1C1D 为所求. 以 mL = … 作图. LBC= mLB1C1 = 、 LCD= mLC1D = . … … ★已知点(B)绕未知点(C)的转动中心(D)反转. B1 B2 f10 f12 y12 A D y10 E1 E2 E3 y13 f13 B3 y12 B2 ● y12 B3 C1 设计铰链四杆机构,实现连架杆三对对应位置. 铰链四杆机构 AB1C1D 为所求. 给定的设计条件： 1)几何条件（给定连架杆或连杆的位置） 2)运动条件（给定K） 3)动力条件（给定γmin） 设计方法：图解法、解析法、实验法 设计：潘存云 E φ θ θ 一、按给定的行程速比系数K设计四杆机构 1) 曲柄摇杆机构 ①计算θ＝180°(K-1)/(K+1); 已知：CD杆长，摆角φ及K， 设计此机构。步骤如下： ②任取一点D，作等腰三角形 腰长为CD，夹角为φ; ③作C2P⊥C1C2，作C1P使 ④作△P C1C2的外接圆，则A点必在此圆上。 ⑤选定A，设曲柄为l1 ，连杆为l2 ，则: ⑥以A为圆心，A C2为半径作弧交于E,得： l1 =EC1/ 2 l2 = A C1－EC1/ 2 ,A C2=l2- l1 = l1 =( A C1－A C2)/ 2 ∠C2C1P=90°－θ,交于P; 90°-θ P A C1= l1+l2 C1 C2 D A 设计：潘存云 设计：潘存云 A D m n φ=θ D 2) 导杆机构 分析： 由于θ与导杆摆角φ相等，设计此 机构时，仅需要确定曲柄 a。 ①计算θ＝180°(K-1)/(K+1); ②任选D作∠mDn＝φ＝θ， ③取A点，使得AD=d, 则: a=dsin(φ/2)。 θ φ=θ A d 作角分线; 已知：机架长度d，K，设计此机构。 设计：潘存云 E 2θ 2a e 3) 曲柄滑块机构 H 已知K，滑块行程H，偏距e，设计此机构 。 ①计算: θ＝180°(K-1)/(K+1); ②作C1 C2 ＝H ③作射线C1O 使∠C2C1O=90°－θ, ④以O为圆心，C1O为半径作圆。 ⑥以A为圆心，A C1为半径作弧交于E,得： 作射线C2O使∠C1C2 O=90°－θ。 ⑤作偏距线e，交圆弧于A，即为所求。 C1 C2 90°-θ o 90°-θ A l1 =EC2/ 2 l2 = A C2－EC2/ 2 设计：潘存云 x y A B C D 1 2 3 4 三、给定两连架杆对应位置设计四杆机构 给定连架杆对应位置： 构件3和构件1满足以下位置关系： δ φ ψ l1 l2 l3 l4 建立坐标系,设构件长度为：l1 、l2、l3、l4 在x,y轴上投影可得： l1+l2=l3+l4 机构尺寸比例放大时，不影响各构件相对转角. l1 coc φ + l2 cos δ = l3 cos ψ + l4 l1 sin φ + l2 sin δ = l3 sin ψ ψi＝f (φi ) i =1, 2, 3…n 设计此四杆机构(求各构件长度)。 令： l1 =1 B2 C2 3.按给定的 K 值,综合曲柄摇杆机构 1） 给定 K、Ψ、LCD A B C D q O 2q y q = —— 180° K-1 K+1