《平面连杆机构设计》PPT课件.ppt

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1、第二章平面连杆机构设计教学基本要求重点与难点分析典型例题分析自测试题教学基本要求2.能根据四杆机构存在曲柄的条件，熟练判断铰链四杆机构的基本类型。1.了解组成铰链四杆机构的各构件的名称，熟悉铰链四杆机构的等基本概念。3.掌握按行程速比系数和给定连杆位置设计四杆机构的作图法。重点与难点分析本章重点：平面四杆机构的基本特性及其设计；本章难点：用作图法设计四杆机构。1.极位夹角：机构中从动摇杆处于两极限位置时，原动曲柄的相应两位置之间所夹的锐角。，表示机构具有急回特性，且极位夹角愈大，机构的急回运动就愈显著，所以，要判断一个机构是否有急回特性，就

2、要找出极位夹角。例如，一个对心曲柄滑块机构，因其极位夹角机构就没有急回特性；但一个偏置曲柄滑块机构，因其极位夹角，机构就有急回特性；摆动导杆机构的摆角与其极位夹角相等，它有急回特性，但转动导杆机构就没有急回特性。2.压力角与传动角：在四杆机构中，当不计摩擦时，主动件通过连杆作用在从动件上的力的作用线与其受力点出的速度方向之间所夹的锐角，称为机构在此位置的压力角，而把压力角的余角，即连杆与从动摇杆所夹的锐角，称为传动角。它们常用来衡量机构的传动性能。传动角愈大，即压力角愈小，机构的传动性能愈好，效率愈高。多数机构运动中的传动角是变化的。为了使

3、机构传动质量良好，一般规定机构的最小传动角。为了检查机构的最小传动角，需要确定最小传动角的位置。通过分析可知：曲柄摇杆机构的最小传动角出现在曲柄与机架共线的两位置之一；曲柄滑块机构的最小传动角出现在曲柄与导路垂直的位置；导杆机构在任何位置最小传动角都等于90o。3.死点：当机构出现传动角时，其压力角α=90o，作往复运动的原动件通过连杆作用于从动曲柄上的力恰好通过从动件的转动副中心，致使从动件不能转动，机构的这种位置，称为死点位置。在曲柄摇杆机构或曲柄滑块机构中，若以摇杆或滑块为主动件，则曲柄与连杆共线的位置，就是死点位置。注意：死点、自锁

4、与机构自由度小于等于零的区别。自由度小于等于零，表明机构中各构件间不可作相对运动；死点是指不计摩擦时机构所处的特殊位置，可借助惯性或采用机构错位排列的方法，使机构能顺利通过死点位置而正常运转；而自锁是指机构在考虑摩擦的情况下，当驱动力的作用方向满足一定的几何条件时，虽然机构的自由度大于零，但机构仍无法运动的现象。4.平面四杆机构的作图法：用作图法设计四杆机构是根据设计要求及各铰链之间相对运动的几何关系通过作图来确定四个铰链的位置。根据不同的设计要求，作图法设计四杆机构可分为两种类型。1）按给定的行程速比系数K设计四杆机构：已知：行程速比系数

5、K，摇杆CD的长度lCD，摇杆的摆角，设计此四杆机构。设计的实质是：确定曲柄的固定铰链中心A的位置，进而定出其余三杆长度。设计方法是：先根据行程速比系数K由公式求出极位夹角，根据几何条件作出摇杆的两个极限位置C1D和C2D；由C1、C2点各作与C1C2连线夹角为的直线相交于O点；以O点为圆心，OC1为半径画圆，A点即在此圆上，可由其它附加条件确定。2）按预定的连杆位置设计四杆机构：设计方法是：此类问题可用求圆心法来解决，即作铰链B各位置点连线B1B2、B2B3的中垂线，两中垂线的交点即为固定铰链中心A。同理，作铰链C各位置点连线C1C2、C

6、2C3的中垂线，两中垂线的交点即为固定铰链中心D。已知：连杆BC的三个预定位置B1C1、B2C2和B3C3设计的实质是：求固定铰链中心的位置若仅给定连杆BC的两个预定位置，则设计的四杆机构有无穷多解。典型例题分析例2-1在图2-1a所示的铰链四杆机构中，已知各杆长度为lAB=20mm，lBC=60mm，lCD=85mm，lAD=50mm，1、试判断该机构是否有曲柄；2、判断此机构是否存在急回特性？若存在，试确定其极位夹角，并估算行程速比系数；3、若以构件AB为主动件，画出机构的最小传动角的位置；4、在什么情况下机构存在死点位置？图2-1解：

7、1、因为lAB+lCD=20+85=105mm

8、B’’C’’D=15o4、当以摇杆CD为主动件，则从动件AB与连杆BC共线的两个位置AB1C1D和AB2C2D，即为机构的死点位置。自测试题一、判断题（正确：T，错误：F）1.平