2平面连杆机构.ppt

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1、第二章平面连杆机构华北电力大学能源与动力工程学院机械教研室刘衍平2008年3月第2章平面连杆机构§2－1平面四杆机构的基本类型及其应用§2－3平面四杆机构的设计§2－2平面四杆机构的基本特性①采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损、形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。②改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。③连杆曲线丰富。可满足不同要求。平面连杆机构是若干构件用低副（转动副和移动副）连接组成的平面机构。特点：优点①构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。②产生动载荷（惯性力），不适合高速。③设计复杂，难以实现精确的轨迹。缺点：最简单的平面

2、连杆机构是四杆机构。四杆机构工程上应用最多，它也是构成多杆机构的基础，本章着重讨论四杆机构的基本类型、特性及常用设计方法。平面四杆机构：由四个构件组成的平面连杆机构称为平面四杆机构。§2-1平面四杆机构的基本类型式及其应用一、铰链四杆机构的基本型式：1）定义：全部用转动副组成的平面四杆机构，如图2-1示。图2-1铰链四杆机构2）铰链四杆机构的组成：机架：固定不动的杆。连架杆：与机架用转动副相联接的杆。连杆：不与机架直接联接的杆。§2-1平面四杆机构的基本类型式及其应用一、铰链四杆机构的基本型式：1）定义：全部用转动副组成的平面四杆机构，如图2-1示。图2-1

3、铰链四杆机构2）组成：整转副：组成运动副的两构件都能做整周转动。摆动副：组成运动副的两构件只能在小于360°的某一角度内摆动。曲柄：与机架组成整转副的连架杆。(绕回转中心整圈转动)摇杆：与机架组成摆动副的连架杆。(绕回转中心在某一角度摆动)一、铰链四杆机构的基本型式3）分类根据连架杆运动形式的不同，可分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双摇杆机构、双曲柄机构（1）曲柄摇杆机构：两连架杆，一为曲柄，另一为曲柄摇杆。（2）双曲柄机构：两连架杆均为曲柄。（3）双摇杆机构：两连架杆均为摇杆。1、曲柄摇杆机构特点：一般曲柄为原动件，作匀速运动，摇杆为从动件，作变速往复摆动

4、。应用例：牛头刨床进给机构、雷达调整机构、缝纫机脚踏机构等。定义：在铰链四杆机构中，若两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构图2-2牛头刨床横向自动进给机构设计：潘存云ABC1243DABDC1243图2-3雷达天线俯仰角调整机构设计：潘存云缝纫机踏板机构2143摇杆主动3124图2-4缝纫机脚踏机构2、双曲柄机构定义：两个连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。应用实例：如旋转式水泵、惯性筛、平行四边形机构——机车车轮连动机构等。特点：在双曲柄机构中，通常主动曲柄作等速转动，从动曲柄作周期的变速转动。双曲柄机构设计：潘

5、存云设计：潘存云ADCB1234旋转式水泵ADCB123ABDC1234E6惯性筛机构31设计：潘存云ABCD特例：平行四边形机构AB=CD特征：两连架杆等长且平行，连杆作平动BC=ADB’C’设计：潘存云设计：潘存云F’A’E’D’G’B’C’ABEFDCG平行四边形机构在共线位置出现运动不确定。采用两组机构错开排列。火车轮连动实例：机车车轮连动机构3、双摇杆机构定义：两连杆架均为摇杆的四杆机构。应用举例：飞机起落架、铸造翻箱机构、车辆的前轮转向机构双摇杆机构应用实例飞机起落架起重机机构双摇杆机构应用实例设计：潘存云B’C’ABDC铸造翻箱机构设计：潘存云

6、ABDCE特例：等腰梯形机构——两摇杆长度相如汽车转向机构ABDCEABDCEA图2-8汽车前轮转向机构βCBB′DC′δ′Pβ≠δ基本特性是选择平面四杆机构类型和运动设计的基础。§2－2平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性包括：运动特性和传动特性倒置机构：通过更换机架而得到的机构称为原机构的倒置机构。一、铰链四杆机构有整转副的条件§2－2平面四杆机构的基本特性铰链四杆机构中是否具有整转副，取决于机构中各杆的相对长度和机架的选择。铰链四杆机构设计：潘存云l1l2l4l3C’B’AD杆1为曲柄，作整周回转，必有两次与机架共线l2≤(l4–l1)+l3则

7、由△B’C’D可得：三角形任意两边之和大于第三边则由△B”C”D可得：l1+l4≤l2+l3l3≤(l4–l1)+l2AB为最短杆最长杆与最短杆的长度之和≤其他两杆长度之和→l1+l2≤l3+l4C”l1l2l4l3ADl4-l1将以上三式两两相加得：l1≤l2,l1≤l3,l1≤l4→l1+l3≤l2+l4B”平面四杆机构具有整转副→可能存在曲柄。设计：潘存云∴最短杆参与构成的转动副都是整转副。铰链四杆机构有整转副的条件：ABCDl1l2l3l41、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。2、整转副是由最短杆与其邻边组成的。曲柄是连架杆，∴整转副

8、处于机架上才能形成曲柄。∴具有整转副的铰链四杆机构是