机械学课件-连杆机构.pptVIP

4)在连杆机构中，连杆上个不同点的轨迹是各种不同形状的曲线（特称为连杆曲线），而且随着各构件相对长度关系的改变，这些连杆曲线的形状也将改变，从而可以得到各种不同形状的曲线，我们可以利用这些曲线来满足不同轨迹的要求。 此外，连杆机构还可以很方便地用来达到增力，扩大行程和实现较远距离的传动的目的。 由于连杆机构由上述优点，所实在各种机械和仪表中得到了广泛的应用。 连杆机构缺点 1)由于在连杆机构中运动必须经过中间构件进行传递，因而连杆机构一般具有较长的运动链（即较多的构件和较多的运动副），所以各构件的尺寸误差和运动副中的间隙将使连杆机构产生较大的积累误差，同时也会使机械效率降低。 2)在连杆机构的运动过程中，连杆及滑块的质心都在作变速运动，他们所产生的惯性力难于用一般的平衡方法加以消除，因而会增加机构的动载荷，所以连杆机构一般不易于高速传动。 此外，虽然如上所述，利用连杆机构可以满足各种运动规律和运动轨迹的设计要求，但要设计一种能够准确实现这种要求的连杆机构却纷繁难得，而且在多数情况下一般只能近似的得以满足。正因为如此，所以如何根据最优化的要求来设计四杆机构，使其能够最佳的满足设计要求，一直是连杆机构研究的一个重要课题。 2.3.2 平面连杆机构的功能 1.实现有轨迹位置或运动规律要求的运动 2.实现从动件运动形式及运动特性的改变 3.实现较远距离的传动 4.调节、扩大从动件的行程 5.获得较大的机械增益 2.4 平面连杆机构的运动分析 机构的运动分析: 机构的运动分析就是根据原动件的已知运动规律,来确定其它构件或构件上某些点的轨迹、位移、速度和加速度等运动参数。 机构运动分析的目的： 1、通过机构的位移分析，可以确定机构运动所需的空间或某些构件及构件上某些点能否实现预定的位置或轨迹，并可判断它们在运动中是否发生干涉； 2、通过速度和加速度分析，了解从动件的运动变化规律能否满足工作要求，并可据此对机构进行动力学分析。 2.4.1 瞬心法及其应用 1、速度瞬心 瞬时速度中心(瞬心): 互相作平面相对运动的两构件,在任一瞬时都可以认为它们是绕某点做相对转动，称该点为瞬心。 2、瞬心表示方法：用P加下标表示。 图示构件1和2的瞬心为P12或P21 2.机构中瞬心的数目 N=n(n-1)/2 3.机构中瞬心位置的确定 1、通过运动副直接相联的两构件的瞬心 (1)以转动副联接的两构件, 其转动中心即为瞬心 连杆机构 2.1 平面连杆机构的类型 2.2 平面连杆机构的工作特性 2.3 平面连杆机构的特点及功能 2.4 平面连杆机构的运动分析 2.5 平面连杆机构的运动设计 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. 2.1 平面连杆机构的类型 2.1.1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 连杆 连架杆 机架 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。 铰链四杆机构根据连架杆的运动形式不同分为： ○ 曲柄摇杆机构 ○ 双曲柄机构 ○ 双摇杆机构 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。 双曲柄机构：指两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构。若机构中相对两杆平行且相等，则成为平面四边形机构。 双摇杆机构：指两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构。 2.1.2 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 曲柄摇杆机构 偏心盘机构 2.2 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。 2.2.1 运动特性1.转动副为整转副的条件-----铰链四杆机构有曲柄的条件 在ΔB1C1D中，根据三角形任意两边之差必小于等于第三边，可得： 移项可得： 在ΔB2C2D中，根据三角形任意两边之和必大于等于第三边，可得： 以上三式两