机械原理4连杆机构.ppt

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1、第八章平面连杆机构基本内容：1)平面连杆机构的定义、类型及应用；2)四杆机构的基本型式及演化;3)平面四杆机构的基本特性;4)平面四杆机构的运动设计(尺寸综合)。连杆机构的定义：由若干个刚性构件用低副（转动副、移动副）连接而成的机构—连杆机构，又称为低副机构。用四个转动副连接而成的四杆机构—铰链四杆机构，是平面四杆机构中最基本的形式。连杆运行曲线的形式主要取决与各构件的相对长度变化。实际应用举例：雷达天线俯仰机构飞机起落架连杆机构的基本型式及演化1.曲柄摇杆机构牛头刨床横向自动进给机构构件2作整周转动；构件4作在一定范围内摆动。2.双曲柄机构两连架杆均可作整周转动的四杆

2、机构。图(a)：正平行四边形机构。连架杆1、3均可作整周转动；正平行四边形机构的最大特点是曲柄的转向及大小均相同。图(b)：保证运动确定性的机构形式(虚约束)。反平行四边形机构的最大特点是曲柄的转向及大小均不相同。P113图8-10(a)3.双摇杆机构两连架杆均不可作整周转动的四杆机构。与机架相连接的构件只能作一定范围内的摆动。图示与连杆形成的转动副为摆转副。因此，机构命名显然与活动构件的运动形式有关。形成的运动方式与可运动构件的转动范围、运动形式有关(如：正、反平行四边形机构)。平面四杆机构的演化1.扩大转动副2.转动副—移动副图(a)：对心曲柄滑块机构。偏距e等于零

3、。滑块C的行程等于2；往返的平均速度也相同。图(b)：偏置曲柄滑块机构。偏距e不等于零。滑块C的行程不等2；往返的平均速度也不相同。3.取不同的构件为机架(1)曲柄滑块机构杆2长度>杆1长度，形成转动导杆机构；杆2长度<杆1长度，形成摆动导杆机构。P115图8-18，19转动导杆机构曲柄摇块机构移动导杆机构(2)曲柄摇杆机构a)以杆BC或AD为机架，得到曲柄摇杆机构；图(a)(b)杆AB可以作整周转动，杆CD作一定范围内的摆动。b)以杆AB为机架，得到双曲柄机构；图(c)杆BC、AD均可作整周转动。c)以杆CD为机架，得到双摇杆机构。图(d)杆BC、AD作一定范围内的摆

4、动。显然，形成的机构运动形式与取哪个构件为机架(固定构件)有关。双摇杆机构也可存在周转副。对于移动副而言，将移动副两元素的包容关系进行逆换，并不影响两构件间的相对运动，却可形成不同的机构。平面四杆机构的基本特性整转副(曲柄)存在条件：主要分析：杆可以整周转动的条件。结论：整转副(曲柄)存在(必要)条件1.最短杆是连架杆或机架。2.最短杆和最长杆之和小于等于其它两杆长度之和。杆与杆两次共线后，形成两个三角形()、()，可导出三个不等式以便于分析。分析：(充分条件)1)最短杆为机架时，得到双曲柄机构；2)最短杆的对边为机架时，得到双摇杆机构；3)最短杆的邻边为机架时，得到曲

5、柄摇杆机构。注意：若最短杆和最长杆之和大于其它两杆长度之和，无论取哪个构件作为机架，均为双摇杆机构。例1：已知,，，为固定件。试求：1)如果该机构欲成为曲柄摇杆机构，且为曲柄，求的值；2)如果该机构欲成为双曲柄机构，求的值；3)如果该机构欲成为双摇杆机构，求的值。解:(1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和，且AB为最短杆。(曲柄摇杆机构)(2)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和，且AD为最短杆。(双曲柄机构)1)若BC为最长杆2)若AB为最长杆结论：(3)若欲成为双摇杆机构，则应分析两种情况：1)机构各杆件长度满足“杆长之和条件”，但以最短

6、杆的对边为机架；2)机构各杆件长度不满足“杆长之和条件”。*本题只存在第二种情况。#：AB为最短杆，BC为最长杆；#：AD为最短杆，BC为最长杆；#：AD为最短杆，AB为最长杆。装配条件：结论：(双摇杆机构)AB杆的取值范围：其他形式机构的曲柄存在条件：曲柄滑块机构AB杆为曲柄的条件：转动导杆机构BC杆为曲柄的条件：例2：在图示机构中，已知：杆长，，试求该机构欲成为有曲柄存在的机构时的取值范围。解：结论：例3：习题集P49题8-2(3)机架为c：(不满足必要条件)装配条件：满足必要条件(不满足充分条件)：急回特性左上图为对心曲柄滑块机构。完成行程H所用平均时间相同。左下

7、图为偏置曲柄滑块机构。完成行程H所用平均时间不相同，因此必定具有急回特性。机构具有急回特性的最大优点在于可减少辅助工作时间，以提高机械的工作效率。曲柄摇杆机构：通常把从动件往复运动平均速度的比值(大于1)，称为行程速比系数，用K表示。极位夹角的计算：分析：1)行程速比系数与极位夹角呈正比例关系；2)行程速比系数K值愈大，表示急回的作用愈明显，生产效率愈高。压力角和传动角压力角：在铰链四杆机构中，如果不考虑构件的惯性力和铰链中的摩擦力，则原动件AB通过连杆BC作用到从动件CD上的力F的作用线与力作用点C点绝对速度Vc所夹的锐角称为压力角。传