机械设计基础 教学课件 ppt 作者 李正峰 蒋利强 主编 杜春宽 副主编8.pptVIP

同理，摇杆从DC2摆回到DC1（空回行程）所对应的曲柄转角是φ2=180°-θ，所需的时间t2=φ2/ω1，故摇杆在空回行程中的平均角 速度为 由上式可见，机构的急回速度取决于极位夹角θ的大小，θ角愈大，K也愈大，机构的急回程度愈高，但从另一方面看，机构的运动平稳性就越差。因此在设计时，应根据其工作要求，恰当的选择K值，在一般机械中1≤K≤2。 此外偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构等机构也有急回特性。 3、按给定的行程速度变化系数K设计四杆机构 设已知摇杆的长度、摆角和行程速度变化系数试设计该曲柄摇杆机构。 1)、选取适当的比例尺 ，按和作出摇杆的两 个极限位置，如图8-17所示。 2）、按公式 计算极位夹角 ； 3）、连接 ， 作 ，以 点为圆 心、 为半径作圆。 4）、在此圆周上任取一点A点，均可 使 ，则 即为曲柄与连 杆共线的两位置。设曲柄与连杆的长度 分别为a和b，则 所以 * * 第8章 平面连杆机构 §８.１平面连杆机构的基本形式及其简化 §８.２平面连杆机构的基本特性 §８.３平面连杆机构的运动设计 §8.1平面连杆机构的基本形式及其演化 平面四杆机构 铰链四杆机构 (全转动副) 含有移动副的平面四杆机构 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 曲柄滑块机构 曲柄导杆机构 曲柄摇块机构 移动导杆机构 8.1.1 铰链四杆机构 组成: 机架,连架杆,曲柄.摇杆,连杆。 铰链四杆机构可分为三种基本形式： 曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 图8-1 铰链四杆机构 1.曲柄摇杆机构 特点是：曲柄的整周转动变换为摇杆的往复摆动，摇杆的往复摆动变换为曲柄的连续回转运动。 2.双曲柄机构 特点是：将等角速度转动转变为周期性的变角速度转动。 例如：搅拌机、缝纫机等。 例如：惯性筛、挖掘机（平行四边形机构）、车门启闭机构（反平行四边形机构）等。 图8-2雷达天线俯仰角机构 图8-3机车车轮机构 3.双摇杆机构 特点是：两个连架杆均为摇杆 。 例如：起重机、电风扇摇头机构等。 8.1.2 铰链四杆机构的演化及其它常见的四杆机构 1.转动副转化为移动副 图8-5a所示为一曲柄摇杆机构，若将其摇杆的长度增加至无穷大，则转动副将移至无穷远处，转动副C的轨迹将变为直线，于是构件3与4之间的转动副将转化为移动副，则该机构演化为曲柄滑块机构。在图8-5b中，滑块上转动副中心C的移动方位线不通过曲柄的转动中心A，该机构称为偏置曲柄滑块机构。曲柄的转动中心A至mn的距离称为偏距，以e表示。当时，该机构称为对心曲柄滑块机构(图8-5c)，简称曲柄滑块机构。因此，曲柄滑块机构是从曲柄摇杆机构演化来的。 2. 取不同的构件为机架 图8-6原机构的倒置机构 在同一连杆机构中，选取不同的构件作为机架的方法，称为连杆机构的倒置。对原机构进行倒置后得到的机构，称为原机构的倒置机构。 若将图8-6（a）所示的机构进行倒置，即取构件1为机架，如图8-6（b）所示，则构件2和4都可分别绕固定轴B和A作整周转动。一般将与滑块组成移动副的杆状活动构件称为导杆，如图中的杆4，因此该机构称为转动导杆机构。 图8-7(a)所示的曲柄滑块机构，若曲柄的长度增大到无穷大，即构件1与4之间的转动副移至无穷远处，而转化为移动副，则该机构便演化为具有两个移动副的双滑块机构，对于双滑块机构，同样可以通过演化和倒置得到不同类型的机构。 8.2.1 铰链四杆机构存在曲柄的条件 1.最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于其他两杆长度之和； 2.连架杆和机架中必有一个是最短杆。 ①铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和，则取最短杆的相邻杆为机架时，得曲柄摇杆机构；取最短杆为机架时，得双曲柄机构；取与最短杆相对的杆为机架时，得双摇杆机构。 ②铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和，则不论取何杆为机架时均无曲柄存在，而只能得双摇杆机构。 推论： §8.2平面连杆机构的基本特性 8.2.2 急回特性 在工程上，经常要求作往复运动的从动件，在工作行程的速度慢些，而空回行程的速度快些，以缩短机器非生产时间，提高生产效率。机构的这种运动性质称为急回特性。在具有急回特性的机构中，主动件作匀速运动时，从动件在空回行程中的平均速度（或角速度）与工作行程的平均速度（或角速度）比值，称为行程速度变化系数，以K表示。