平面连杆机构及其设计课件.ppt

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1、第六章平面连杆机构及其设计基本要求：了解平面连杆机构的组成及其主要优缺点；了解平面连杆机构的基本形式——平面铰链四杆机构；了解其演化和应用；对曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数、运动连续性等有明确的概念；了解平面四杆机构综合的基本命题，掌握按简单运动条件综合平面四杆机构的一些基本方法。重点：曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数；四杆机构综合的一些基本方法。难点：平面四杆机构最小传动角的确定；平面铰链四杆机构运动连续性的判断；给定固定铰链中心综合平面四杆机构等。学时：课堂教学：5学时，习题课：1学时；实验：连杆机构实验，2学时。第六章平面连杆机构

2、及其设计连杆机构及其传动特点平面连杆机构的类型和应用平面连杆机构的基本知识平面连杆机构的设计多杆机构§6-1连杆机构及其传动特点1.连杆机构连杆机构共同的特点是，原动件都要通过不与机架相连的中间构件才能传动从动件，这个不与机架相连的中间构件称为连杆，而把具有连杆的这些机构统称为连杆机构。优点：1、承载能力大，耐磨损，且便于润滑，使用寿命长；2、便于制造，成本低，且易达到较高的精度；3、可以得到多种形式的连杆曲线，满足不同轨迹的设计要求。4、方便的达到增力、扩大行程和实现远距离传动等。缺点：1、运动链较长，所以运动累积误差大，效率低；2、连杆产生的惯性力难以生产平衡；3、设计

3、计算较复杂。2.主要特点3．连杆机构的分类3.1根据连杆机构中各构件间相对运动范围分：平面连杆机构空间连杆机构3.2根据连杆机构所含构件数分：四杆机构多杆机构分类组成铰链四杆机构——全部回转副组成的平面四杆机构。§6-2平面连杆机构的类型和应用1.平面四杆机构的基本类型1.1曲柄摇杆机构1.2双曲柄机构1.3双摇杆机构2.平面四杆机构的演化形式2.1改变构件的形状和运动尺寸1、曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构2、双滑块机构2.2改变运动副尺寸——偏心轮机构2.3选不同构件为机架转动导杆摆动导杆转动导杆2.3选不同构件为机架2.取不同构件为机架选不同构件为机架的演

4、化方法称为机构的倒置。2.4运动副元素的逆换（包容关系逆换）小结：§6-3有关平面连杆机构的一些基本知识1.平面四杆机构有曲柄的条件在△B´C´D中a+d≤b+c在△B″C″D中b≤(d－a)+c即a+b≤d+cc≤(d－a)+b即a+c≤d+ba≤b、a≤c、a≤d所以，AB为最短杆，且a与任意一杆长度之和都小于其他两杆长度之和。设a、b、c、d为各杆长度。且设a

5、杆为连架杆时——曲柄摇杆机构（2）最短杆为机架时——双曲柄机构（含平行四边形机构）（3）最短杆为连杆时——双摇杆机构2、当铰链四杆机构不满足杆长条件时——双摇杆机构2.平面四杆机构的急回运动和行程速比系数2.1名词解释极位夹角——当机构在两极位时，原动件AB所处两个位置之间所夹的锐角，用θ表示。极限位置——C1D和C2D摆角——两极限位置所夹的锐角，用φ表示。极位——当摇杆处于两极限位置时，机构所在的这两个位置。摇杆的这种运动性质称为:急回特性。c)设两过程的平均速度分别为v1、v2，则2.2急回运动2.3行程速比系数——用来表明急回运动的急回程度，用K表示。3.四杆机构的

6、传动角与死点3.1压力角与传动角1、压力角2、传动角通常取γmin≥40°，力矩较大时，要求γmin≥50°。作用于C点的力与C点的速度方向之间所夹的锐角，用表示。压力角的余角，用表示。DCBFDCBF3、最小传动角的位置3.2死点4．铰链四杆机构的运动连续性包括：错位不连续错序不连续——连杆机构在运动过程中能否连续实现给定的各个位置的问题。§6-4平面四杆机构的设计1.连杆机构设计的基本问题按给定运动要求选定机构，并确定其各构件的尺度参数。1.1设计要求1、满足预定的运动规律要求2、满足预定的连杆位置要求1.2设计方法:解析法图解法实验法3、满足预定的运动轨迹2.用解析法

7、设计四杆机构建立解析关系式——求解所需的机构尺度参数2.1按预定的运动规律设计四杆机构（1）按预定的两连架杆对应位置设计四杆机构令a/a=1，b/a=m，c/a=n、d/a=l。建立直角坐标系，并标出各杆矢，写出矢量方程向x、y轴投影，得将相对长度代入上式，并移项，得令：P0=n，P1=-n/l，P2=(l+n+1-m2)/(2l)，得：（2）按预期函数设计四杆机构y=f(x)——期望函数y=F(x)——再现函数在结点处应有：f(x)-F(x)=0结点以外的其他位置的偏差为：结点分布选取按：3.用作图法设计四杆机构