机械设计原理-连杆机构(精品·公开课件).ppt

第四章 连杆机构 连杆机构：由若干个构件通过低副连接而组成，又称为低副机构。 平面连杆机构：所有构件均在相互平行的平面内运动的连杆机构。 空间连杆机构：所有构件不全在相互平行的平面内运动的连杆机构。 由于平面连杆机构不仅应用广泛，而且还往往是多杆机构的基础；所以这里重点介绍平面连杆机构. 4.1 平面连杆机构的类型 4.1.1平面四杆机构的基本型式 全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构 平面四杆机构的基本型式 曲柄——作整周运动的构件 摇杆——作摆动的构件。 铰链四杆机构的三种基本型式 曲柄摇杆机构：指两连架杆一为曲柄，一为摇杆的铰链四杆机构。 双摇杆机构：指两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构。 4.1.2 平面四杆机构的演化 由四杆机构的基本型式通过演化可以得到其它多种结构型式。常用的演化方法有1、转动副变移动副曲柄摇杆机构→曲柄滑块机构→双滑块机构 2 选用不同构件为机架 3. 变换构件形态两个移动副的四杆机构①若选择构件2或4为机架时，就是正弦机构；②若改取构件3为机架,则为双滑块机构;③当取构件1为机架时，便演化为双转块机构。 4 扩大移动副的尺寸 4.2 平面连杆机构的工作特性 平面连杆机构具有传递和变换运动，实现力的传递和变换功能，前者称为平面连杆机构的运动特性，后者称为平面连杆机构的传力特性。 了解了这些特征，对于正确选择连杆机构的类型，进而进行机构设计具有重要指导意义。 在ΔB1C1D中，根据三角形任意两边之差必小于等于第三边，可得： 在ΔB2C2D中，根据三角形任意两边之和必大于等于第三边，可得：  满足上述条件时，取不同的构件为机架时，可得三种不同性质的铰链四杆机构 取最短杆的邻杆为机架 －－－曲柄摇杆机构 取最短杆的对杆为机架 －－－双摇杆机构 取最短杆为机架 －－－双曲柄机构 图10 “最短构件与最长构件的长度之和小于或等于其余两构件长度之和”是必要条件， 如果不满足此条件，无论取那个构件作为机架，都不存在曲柄。 在某铰链4杆机构中，已知：LAB=80mm, LCD=120mm, LBC=150mm。 讨论：当机架LAD的长度处于什么范围时，可获得曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构。 一 曲柄摇杆 (1)LBC最长 LAB+LBC≤LCD+LAD LAB ≤ LAD ≤ LBC 110 ≤ LAD ≤ 150 (2)LAD最长 LAB+LAD≤LCD+LBC LBC ≤ LAD 150 ≤ LAD ≤ 190 110 ≤ LAD ≤ 190 二 双曲柄 LAD最短 LAD+LBC≤LCD+LAB LAD ≤ LAB LAD ≤ 50 三 双摇杆 (1)LAD最短 LAD+LBC＞LAB+LCD LAD ＜ LAB 50 ＜ LAD ＜ 80 (2)LAD最长 LAB+LAD＞LBC+LCD LBC ＜ LAD LAD ＞ 190 (3)LAD既不是最短也不是最长 LAB+LBC＞LAD+LCD LAB ＜ LAD ＜ LBC 80 ＜ LAD ＜ 110 50 ＜ LAD ＜ 110∪ LAD ＞ 190 2 . 急回运动特性 在曲柄等速回转情况下，由于α1=180°+θ，α2=180°-θ，所以t1t2,摇杆往复摆动的平均速度为V2V1.把摇杆的这种往复摆动快慢不同的运动称为急回运动。 急回运动的程度可以用行程速比系数K来衡量： 行程速比系数 3.运动连续性1、运动连续性：当主动件连续运动时，从动件也能连续占据预定的各个位置，称为机构具有运动的连续性。 常用传动角的大小和变化来衡量机构传力性能的好坏。设计时通常要求γmin≥40°，对于高速和大功率的传动机械，γmin≥50°。 在下图所示曲柄摇杆机构中，若以摇杆为主动件，则当连杆与曲柄共线，机构的传动角为零，机构此位置就称为死点。而对于图示的曲柄滑块机构，当以滑块为主动件，机构也处于死点位置。 4.3 平面连杆机构的特点及功能 连杆机构中的运动副一般均为低副（正因为如此，所以又把连杆机构称为低副机构），低副两元素为面接触　，故在传递同样载荷的条件下，两元素间的压强较小，可以承受较大的载荷。低副两元素间便于润滑，故两元素不易产生大的磨损。这些条件都能较好的满足重型机械的要求。此外，低副两元素的几何形状也比较简单，便于加工制造。 2）构件运动形式具有多样性； 3) 在连杆机构中，当原动件以同样的运动规律运动时，如果改变各构件的相对长度关系，便可是从动件得到不同的运动规律 4)在连杆机构中，连杆上