13连杆机构设计幻灯片.ppt

* §8-1 连杆机构及其传动特点 第八章　平面连杆机构及其设计 §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性质 ▲曲柄存在条件 ▲急回特性及行程速比系数 ▲四杆机构传动角、压力角及死点 ▲铰链四杆机构的运动连续性 §8-4 平面四杆机构的设计 用图解法设计四杆机构★ 用解析法设计四杆机构 用实验法设计四杆机构 本讲重点： ★四杆机构设计的图解法 本讲难点：图解法中反转原理的应用 前述内容复习 §8-4 平面四杆机构的设计 一、平面连杆设计的基本问题 1. 平面连杆机构设计的基本任务 根据给定的设计要求选定机构型式； 确定各构件尺寸，并要满足结构条件、动力条件和运动连续条件等。 2. 平面连杆机构设计的三大类基本命题 满足预定运动的规律要求 满足预定的连杆位置要求 满足预定的轨迹要求 （1）满足预定运动的规律要求 要求两连架杆的转角能够满足预定的对应位置关系； 要求在原动件运动规律一定的条件下，从动件能够准确地或近似地满足预定的运动规律要求。 满足两连架杆转角的预定对应位置关系要求的机构示例——车门开闭机构 设计时要求两连架杆的转角应大小相等，方向相反，以实现车门的起闭 满足预定运动的规律要求机构示例——对数计算机构 近似再现函数 y = log x的平面四杆机构 （2）满足预定的连杆位置要求 设计时要求连杆能依次点据一系列的预定位置。(又称为导引机构的设计 ) 机构示例——飞机起落架机构 设计时要求机轮在放下和收起时连杆BC占据图示的两个共线位置。 （3）满足预定的轨迹要求 设计时要求在机构运动过程中，连杆上某点能实现预定的轨迹。(又称为轨迹生成机构的设计) 机构示例——鹤式起重机 机构示例——搅拌机机构 3. 设计方法: 1）解析法 2）图解法 3）实验法 二、用图解法设计四杆机构 1. 按给定的行程速比系数K设计四杆机构——实现给定运动要求 2. 按连杆预定位置设计四杆机构——实现给定连杆位置（轨迹）要求 3. 按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构——实现给定连架杆位置（轨迹）要求 1. 按给定的行程速比系数K设计四杆机构 ◆曲柄摇杆机构 设计要求：已知摇杆的长度CD、摆角?及行程速比系数K。设计过程： 计算极位夹角： 选定机构比例尺，作出极位图： G F (除弧FG以外) I M ? N 90o-? C1 C2 D ? P ? B1 B2 A 联C1C2，过C2 作C1M ? C1C2 ；另过C1作 ? C2C1N=90?-? 射线C1N，交C1M于P点； 以C1P 为直径作圆I，则该圆上任一点均可作为A铰链，有无穷多解。 设曲柄长度为a，连杆长度为b，则: C2 B2? C1 B1? ? I G F C1 C2 D ? ? B1 B2 A ——错位不连续问题 ?A铰链不能选定在FG弧段 不连通域 ? 90o-? P ? A E 2a II Oa Ob I C1 C2 D ? 欲得确定解，则需附加条件： (1)给定机架长度d； (2)给定曲柄长度a； (3)给定连杆长度b (1)给定机架长度d的解： (2)给定曲柄长度a的解： 作图步骤： 证明： (3)给定连杆长度b的解： I ? 90o-? P III E 2b ? A C1 C2 D ? Oa Ob 作图步骤： 证明： ◆曲柄滑块机构 已知条件：滑块行程H、偏距e和行程速比系数K 设计过程： I M ? N 90o-? P ? B1 B2 A C1 C2 有无穷多解 设曲柄长度为a，连杆长度为b，则: ◆摆动导杆机构 对于摆动导杆机构,由于其导杆的摆角φ 刚好等于其极位夹角θ，因此，只要给定曲柄长度LAB (或给定机架长度LAD)和行程速比系数K就可以求得机构。 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。 计算θ＝180?(K-1)/(K+1)； 任选D作∠mDn＝φ＝θ 取A点，使得AD=d, 则: a = d sin(φ/2) 已知：机架长度d，K，设计此机构。 φ=θ m n d A D θ φ=θ B A D B 2. 按连杆预定位置设计四杆机构 已知连杆上两活动铰链的中心B、C位置（即已知LBC） 已知机架上固定铰链的中心A、D位置（即已知LAD） 已知连杆在运动过程中的两个位置B1C1、B2C2 ，设计四杆机构 已知连杆上在运动过程中的三个位置B1C1、B2C2 、B3C3，设计四杆机构。 已知连杆在运动过程中的两个位置E1F1 、 E2F2 ，设计四杆机构 已知连杆上在运动过程中的三个位置E1F1、E2F2、E3F3 ，设计四杆机构 已知连杆上两活动铰链的中心B、C位置（即已知LBC） 已知连杆在运动过程中的两个位置B1C1、B2C2 ，设计四杆机构 c12