[历史学]机械原理16.ppt

课题16 平面连杆机构及其设计（3） §8-4 平面四杆机构的设计 二、用图解法设计四杆机构 四、用实验法设计四杆机构 小结 * 九江学院机械与材料工程学院 教学内容及基本要求 平面连杆设计的基本问题 （了解） 按给定的行程速比系数K设计四杆机构 （掌握） 按连杆预定位置设计四杆机构 （掌握） 按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构（掌握） 用实验法设计四杆机构（了解） 重点 1、按给定的行程速比系数K设计四杆机构 2、按连杆预定位置设计四杆机构 3、按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构 难点 1、按给定的行程速比系数K设计四杆机构 2、刚化法 3、按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构 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 满足预定的运动规律要求 满足预定的连杆位置要求 满足预定的轨迹要求 （1）满足预定的运动规律要求 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，以实现车门的启闭 满足预定的运动规律要求机构示例——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占据一系列的预定位置。 (又称为导引机构的设计 ) 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 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C2M ? C1C2 ；另过C1作 ? C2C1N=90?-? 射线C1N，交C2M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