工业设计机械设计连杆机构基础.doc

《工业设计机械设计连杆机构基础.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、工业设计机械设计基础——连杆机构一、平而连杆机构2.1平面四杆机构的基本形式、演变及其应用若构件全部由低副连接而成的平面机构称为平rfn连杆机构•又称为平面低副机构。平面连杆机构中的构件•在绘制机构运动简图时，可抽象成为杆，故平血连杆机构中的构件常简称为杆•并以机构中所含杆的数目命名为平面四杆机构、平面六杆机构等。平而四杆机构是闭环平面连杆机构中构件数最少的•种，英应用嚴为广泛•同时它又是构成和研究其他平面连杆机构的基础。本章将主要讨论平面四杆机构及其运动设计何题。平面连杆机构具有许多优点，如能够实现某些运动轨迹及运动规律的设计耍求；艮构件多为杆状•可用于远距离的运动和动力的传递$次运动

2、副元素一般为圆柱面或平面，制造方便■易于保证所要求的运动副元索间的配合特度，且接触压强小•便于润滑，不易磨损，适于传递较大动力•因此广泛应用于各种机械和仪表中。平面连杆机构在设计及应用中也存在一吃缺点：其作变速运动的构件熾性力及惯性力矩难以完全平衡2较难将确实现预期的运动规律的要求；设计方法比较复杂。这些缺点限制了平面连杆机构在高速和有较高将度要求的条件卜•的应用。近年来•罰看计算机技术和各种现代设计方法的发展和应用、这吐限制丙索在很大程度上得到了改善，有效扩大了平面连杆机构的应用范围。平面四杆机构的基本形式所竹运动副均为转动副的平面四杆机构称为铁链四杆机构•它是平面四杆机构的耳本形式。

3、图2・1所示为•饺链四杆机构•在此机构中•构件4为机架，与机架以运动副相连的构件1和3称为连架杆。在连架杆中•能绕其轴线回转360°的构件称为曲柄；仅能绕其轴线往复摆动的构件称为摇杆。不与机架和连的构件（图2-1中的构件2）作平面复合运动•称为连杆。按照两连架杆运动形式的不同，可将饺链四杆机构分为以下三种类型L1.曲柄摇杆机构在平面四杆机构的胸连架杆中•若一个为曲柄，而另一个为摇杆，则此平血四杆机构称为曲柄摇杆机构•图2・1所示即为一曲柄揺杆机构。如图2-2所示的雷达天线机构利用了曲柄摇杆机构调节天线的俯仰角，具中杆AB为曲柄，杆CD为摇杆。图2・1平面四杆机构图2・2當达天线机构6E图

4、2・3憤性筛双曲柄机构1.双曲柄机构若平面四杆机构的两连架杆均为曲柄，则此¥面四杆机构称为双曲柄机构。如12-3所示的惯性筛中的平面四杆机构ABCD即为双曲柄机构。当曲柄2等速回转时，另一曲柄4作变速回转，使筛子具有所需的加速度，再利用加速度所产生的惯性力•使大小不同的颗粒在筛上作往复运动•从而达到筛选的日的。庄双曲柄机构中•若两组对边的构件长度相等•则可得到图2-4所示的平行四边形机构•由于这种机构两连架杆的运动完全相同•故连杆始终作平动•它的应用很广.图2-5所示的樹影车的升降机构利用平行四边形机构的连杆始终作平动的待点•使与连杆固结在一起的座椅始终保持水平位置•其升降高度的变化也是

5、通过采用两套平行四边形机构来实现的。如图2・6所示的天平能保证天平盘1、2始终处于水F位置。图27平行四边形机构1.双摇杆机构若平面四杆机构的陶连架杆均为摇杆•则此平面四杆机构称为双摇杆机构・如图2-7所示的摇头风扇传动机构•电动机安装在摇杆4上■较链A处装有一个与连杆1固连成一体的蜗轮•并与电动机轴上的蜗杆相啮合：电动机转动时•通过蜗杆和蜗轮迫使连杆1绕点A作整周转动•从而使连架杆2和4往复摆动•实现风扇摇头的目的。图2・8所示的鹤式起重机也是双摇杆机构的应用实例•当摇杆人“摆动时,另一摇杆CD随之摆动•可使吊在连杆上E处的壶物Q能沿近似水平血线移动。图2-7摇头风尿传动机构^✓777

6、7777图2-8鹤式起更机平面U!杆机构的演变1.转动副转化成移动副除上述较链四杆机构以外•还有其他形式的四杆机构•如图2~9(d)所示的曲衲滑块机构•而这些含有滑块的平面四杆机构均町看成是由上述铉链四杆机构滴变而成的。以下用图2・9来说明转动副转化成移动副的方法•在图2-9(a)所示的曲柄摇杆机构中•摇杆3上点C的运动轨迹是以点D为圆心•以摇杆长度2山为半径所作的圆弧。若将它改为图27(b)所示的形式■则机构运动的特性完全一样。若此弧形槽的半径增至无穷大(即点D在无穷远处)■则孤形槽变成直槽•转动副也就转化成移动副•此时构件3也就由摇杆变成了滑块。这样•钱锻四杆机构就演变成如图2-9(

7、c)所示的滑块机构.该机构中的滑块3上的转动副中心在定参考系中的移动方位线不通过连架杆1的回转中心•称为偏置滑块机构。图2-9(c)中/为连架杆的回转中心至滑块上的转动副中心的移动方位线的垂宜距离，称为偏距。在图2・9(d)所示的机构中，滑块上的转动副中心的移动方位线通过曲柄的回转中心，称这种滑块机构为对心滑块机构•(a)图2-9转动副转化成移动副B77773在图2-9(c)所示的曲柄滑块机构的基础上再进行类似演变，可得到几种具有双