第三章《平面连杆机构教学大纲》

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1、教学目地：1熟悉平面四杆机构的基本形式的结构特点和运动特点2掌握铰链四杆机械的工作特性和曲柄存在条件3了解滑块四杆机构的形式及应用4掌握图解设计平面四杆机构的方法教学重点：1铰链四杆机构基本形式的结构特点、工作原理。2滑块四杆机械的类型及其应用3设计平面四杆机构教学难点：1铰链四杆机构的工作特点2平面四杆机构的图解法设计3．1概述平面四杆机构：由四个构件通过低副连接而成的平面连杆机构称为。铰链四杆机构：低副均为转动副的平面四杆机构3.2平面四杆机构的基本型式和应用一、四杆机构的基本形式下图所示为铰链四杆机构,其中AD杆为机架,与机架相连的A

2、B杆和CD杆称为连架杆,与机架相对的BC杆称为连杆。其中能作整周回转运动的连架杆称为曲柄；只能在小于360°的范围内摆动的连架杆称为摇杆1、曲柄摇杆机构。定义：两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆的四杆机构，成为曲柄摇杆机构作用：曲柄摇杆机构的主要用途是改变运动形式,可将回转运动转变为摇杆的摆动例：2.双曲柄机构定义：两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构。平行双曲柄机构：在双曲柄机构中,若相对的两杆长度分别相等。作用：等速转变为变速转动例：3.双摇杆机构定义：两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构。作用：摆动变为摆动例：二、四杆机构存在

3、曲柄的条件1在曲柄摇杆机构中,曲柄是最短杆；2最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆的长度之和。根据有曲柄的条件可得推论：(1)取与最短杆相邻的杆件为机架,两连架杆中一个为曲柄,另一个为摇杆,则得曲柄摇杆机构；(2)取最短杆为机架,两连架杆同时成为曲柄,则得双曲柄机构；（3）取与最短杆相对的杆件为机架,两连架杆都不能整周回转,则得双摇杆机构。若最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和时，只能得到双摇杆机构。三、滑块四杆机构的形式及应用1曲柄滑块机构2导杆机构3摇块机构和定块机构课号23.2平面四杆机构的运动特性1．急回特性（曲柄摇杆机

4、构为例）极位：当曲柄为原动件时，摇杆作往复摆动的左、右两个极限位置为；极位夹角：曲柄在摇杆处于两极位时的对应位置所夹的锐角称为，用q表示；最大摆角（y）：摇杆的两个极位所夹的角度。分析：当主动曲柄顺时针从AB1转到AB2，转过角度j1=180°+q，摇杆从C1D转到C2D，时间为t1，C点的平均速度为v1。曲柄继续顺时针从AB2转到AB1，转过角度=180－q，摇杆从C2D回到C1D，时间为t2，C点的平均速度为v2，曲柄是等速转动，其转过的角度与时间成正比，因j1>j2，故t1>t2，由于摇杆往返的弧长相同，而时间不同，t1>t2，所以v

5、2>v1，急回特性：当曲柄等速转动时，摇杆来回摆动的速度不同，返回速度较大。称为机构的，通常用行程速度变化系数K来表示这种特性，即说明：机构的急回程度取决于极位夹角的大小，只要q不等于零，即K>1，则机构具有急回特性；q越大，K值越大，机构的急回作用就越显著。对于对心曲柄滑块机构，因q=0°，则K=1，机构无急回特性；而对偏置式曲柄滑块机构和摆动导杆机构，因q≠0°，则K>1，机构有急回特性。四杆机构的急回特性可以节省非工作循环时间，提高生产效率，如牛头刨床中退刀速度明显高于工作速度，就是利用了摆动导杆机构的急回特性。2平面四杆机构的传力特

6、性1）压力角和传动角压力角a:从动件上受力点的速度方向与所受作用力方向之间所夹的锐角。传动角g::压力角的余角，g角更便于观察和测量。在机构运动过程中，压力角和传动角的大小是随机构位置而变化的，为保证机构的传力性能良好，设计时须限定最小传动角或最大压力角amax。通常取gmin≥40°～50°。为此，必须确定g=gmin时机构的位置并检验gmin的值是否小于上述的最小允许值。铰链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置处将出现最小传动角。对于曲柄滑块机构，当主动件为曲柄时，最小传动角出现在曲柄与机架垂直的位置，如图1所示。图2所示的导杆机构，由于在

7、任何位置时主动曲柄通过滑块传给从动杆的力的方向，与从动杆受力的速度方向始终一致，所以传动角始终等于90°。图1图22．死点死点：传动角为90度。表现：倒、顺转向不定（图a）或者从动件卡死不动（图b）的现象。曲柄滑块机构中，以滑块为主动件、曲柄为从动件时，死点位置是连杆与曲柄共线位置。摆动导杆机构中，导杆为主动件、曲柄为从动件时，死点位置是导杆与曲柄垂直的位置。克服死点方法：利用惯性法使机构渡过死点；当一个机构处于死点位置时，可借助另一个机构来越过死点。利用死点：飞机起落架；夹具夹紧。课号33.3平面四杆机构的设计各构件的尺寸参数。一般可归纳

8、为两类问题：（1）实现给定的运动规律（2）实现给定的运动轨迹。设计方法有图解法、解析法和实验法。1用图解法设计四杆机构1）按给定连杆位置设计四杆机构（1）按连杆的三个位置设计四杆