机械设计基础第二版课件教学课件 ppt 作者 米广杰 主编 耿国卿 吕莹 李琦 副主编第3章 平面连杆机构.ppt

第3章 平面连杆机构 本章主要介绍了机械中最常见的平面四杆机构的类型、运动特性，简单分析其演化形式，讨论平面四杆机构基本设计方法及在实际生产的应用。 第3章 平面连杆机构 平面连杆机构是将各构件用转动副或移动副联接而成的平面机构。平面连杆机构能实现较为复杂的平面运动，应用非常广泛。平面连杆机构的构件形状较多，但大部分呈杆状，故习惯上称其为杆，最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的，简称平面四杆机构，而且是组成多杆机构的基础。 应用实例 反平行双曲柄机构：对边平行但不相等 特点：旋转方向相反，且角速度不相等。 如图曲柄摇杆机构，设曲柄AB为主动件，并作等速转动。当曲柄AB沿顺时针方向转动一周的过程中，有两次与连杆BC共线。从动摇杆CD分别位于两个极限位置C1D、C2 D。曲柄摇杆机构所处的位置称为极位 。 死点的利弊： 利：工程上利用死点进行工作。 弊：机构有死点，从动件将出现卡死或运动方向不确定现象，对传动机构不利 已知行程速比系数K和滑块的行程S，设计曲柄滑块机构 3.3.3 压力角和传动角 1.压力角a 力F 与该力作用点绝对速度υc之间所夹的锐角? 。 有效分力：Ft=Fcosa 有害分力：Fr=Fsina a愈小，机构传动性能愈好。 2.传动角g 压力角的余角? 来衡量机构传力性能的好坏 连杆与从动件所夹的锐角g。 g=900-a g越大，机构的传动性能越好，设计时一般应使gmin≥40°~ 50° ，对于高速大功率机械应使gmin≥50°。 3.最小传动角的位置 铰链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。 3.3 平面四杆机构的基本特性 在曲柄滑块机构中，当曲柄为主动件时，最小传动角?min 出现在曲柄与机架垂直的位置 。 在摆动导杆机构、转动导杆机构中，由于主动曲柄通过滑块传给导杆的作用力的方向，总与导杆上作用力点的速度方向始终一致，因此压力角始终等于0°，传动角始终等于90°。 3.3 平面四杆机构的基本特性 3.3.4 死点 死点的位置 以摇杆CD 为原动件，当摇杆摆到极限位置C1D和C2D时，连杆BC与曲柄AB共线，则这时连杆加给曲柄的力将通过铰链中心A，此力对A点不产生力矩，因此不能使曲柄AB转动。机构的这种位置称为死点位置。 四杆机构中是否存在死点位置，决定于从动件是否与连杆共线。 3.3 平面四杆机构的基本特性 度过死点的方法 增大从动件的质量、利用惯性度过死点位置。 采用机构错位排列的方法 缝纫机脚踏板机构 3.3 平面四杆机构的基本特性 机车车轮联动装置 3.3 平面四杆机构的基本特性 3.4 平面四杆机构的设计 设计内容： 根据工作要求选定机构的型式，并按照给定的运动要求确定机构的几何尺寸。 设计方法： 图解法 解析法 实验法 简单易行 ，精确性差。 比较精确，计算繁杂。 直观形象，过程复琐。 3.4.1 按照给定连杆的位置设计平面四杆机构 已知：连杆BC长度b和它的三个位置B1C1,B2C2,B3C3。设计该铰链四杆机构。 设计分析 问题的关键是确定两连架杆与机架组成转动副的中心A、D。 设计步骤： ①连接B1B2、B2B3， 作线B1B2、B2B3的垂直平分线b12、b23，交于A点； ②连接C1C2、C2C3， 作线C1C2、C2C3的垂直平分线c12、c23，交于D点； ③连接AB1、C1D。 3.4 平面四杆机构的设计 机械设计基础 * 3.1 铰链四杆机构的基本型式及应用 3.2 铰链四杆机构的演化及应用 3.3 平面四杆机构的基本特性 3.4 平面四杆机构的设计 第3章 平面连杆机构 3.1 铰链四杆机构的基本型式及应用 全部用转动副组成的平面四杆机构称为铰链四杆机构。 因此可按照连架杆是曲柄还是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 1.机架 2连架杆 曲柄 摇杆 3.连杆 对于铰链四杆机构来说，机架和连杆总是存在的 雷达天线俯仰角调整机构 在两连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆。 3.1.1 曲柄摇杆机构 应用实例一 3.1 铰链四杆机构的基本型式及应用 应用实例二 缝纫机脚踏板机构 运动特点： 曲柄摇杆机构能将主动件的整周回转运动转换成从动件的往复摆动，也可将摇杆的摇摆运动转换为曲柄的整周回转运动。 3.1 铰链四杆机构的基本型式及应用 3.1.2.双曲柄机构—两连杆架均为曲柄的四杆机构 3.1 铰链四杆机构的基本型式及应用 惯性筛 应用实例 运动特点：通常主动曲柄作等速转动，从动曲柄作变速转动。 3.1 铰链四杆机构的基本型式及应用 3.1 铰链四杆机构的基本型式及应用 平行双曲柄机构