机械设计基础平面连杆机构.ppt

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1、机械设计基础信息管理与信息系统-工业工程FundamentalsofMachineDesign第3章平面连杆机构预热：什么是平面连杆机构？特点及研究内容是什么？定义:全由低副（转动副、移动副）构成的平面机构称为平面连杆机构特点：面接触，承载能力强，耐磨损；易于制造和获得较高的制造精度；能实现多种运动规律。缺点：效率低；累计运动误差较大；高速运转时不平衡动载荷较大，且难于消除。内容：类型、应用及其特性，平面四杆机构的设计平面四杆机构的类型及其应用3.1铰链四杆机构的传动特性3.3铰链四杆机构的演化3.4铰链四杆机构曲柄存在

2、条件3.2内容平面四杆机构的设计3.53.1平面四杆机构的类型及其应用一、基本概念1、铰链四杆机构：全部用转动副相连的平面四杆机构。它是平面四杆机构的基本型式，其它型式的四杆机构可看作是在它的基础上通过演化而成的。2、机架：机构的固定构件，如杆4。3、连杆：不直接与机架连接的构件，如杆2。4、连架杆：与机架用转动副相连接的构件，如杆1、3。连架杆可分为：5、曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆，如杆1；6、摇杆：只能绕机架作小于360°的某一角度摆动的连架杆，如3。2314二、铰链四杆机构的基本形式在铰链四杆机构中，按连架杆

3、能否作整周转动，可将铰链四杆机构分为：铰链四杆机构双曲柄机构曲柄摇杆机构双摇杆机构1.曲柄摇杆机构两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆。曲柄1为主动件时，可以实现由曲柄1的整周回转运动到摇杆3往复摆动的运动转换。摇杆3为主动件时，则可以将摇杆3的摆动转换为曲柄1的整周回转运动。①雷达天线俯仰机构②缝纫机的踏板机构③搅拌器中搅拌机构应用举例雷达天线俯仰机构(回转运动→摆动)缝纫机踏板机构(摆动→回转运动)搅拌器中搅拌机构(实现所需运动轨迹)2.双曲柄机构2.双曲柄机构当主动曲柄作匀速转动时,从动曲柄作周期性的变速运动,以满足

4、机器的工作要求。①惯性筛②机车驱动轮联动机构③摄影车座斗升降机构应用举例DABC3412两个连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。惯性筛惯性筛特例平行双曲柄机构：双曲柄机构中，组成四边形的对边长度分别相等，。当两曲柄转向相同时，它们的角速度时时相等，连杆始终与机架平行，四根杆形成一平行四边形，可得到正平行四边形机构。另：反平行四边形机构。正平行四边形机构蒸汽机车的车轮联动机构反平行四边形机构车门启闭机构机车驱动轮联动机构摄影车座斗升降机构3.双摇杆机构3.双摇杆机构①港口起重机②飞机起落架③可逆式座椅④电风扇摇头机

5、构⑤轮式车辆转向机构应用举例两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。DABC3412港口起重机港口起重机港口起重机飞机起落架飞机起落架飞机起落架可逆式座椅轮式车辆转向机构（等腰梯形机构）三、铰链四杆机构类型的判别若最短构件为连架杆，则该机构一定是曲柄摇杆机构。若最短构件为机架，则该机构一定是双曲柄机构。若最短构件为连杆，则该机构一定是双摇杆机构。在中①②在中整理得③将式①、②、③中的三个不等式两两相加，化简后得④④3.2铰链四杆机构曲柄存在条件若不满足①？该机构只能是双摇杆机构。曲柄存在条件：①最短杆与最长杆长度

6、之和小于或等于其余两杆长度之和；②连架杆与机架中必有一杆为最短杆。双摇杆机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双曲柄机构以最短杆相邻杆为机架以与最短杆相对的杆为机架以最短杆为机架NY判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：最长杆的杆长<其余三杆长度之和。推论：①如果四杆长度不满足杆长条件，则机构无周转副，此时不论取哪个构件为机架，机构均为双摇杆机构；②如果四个构件的长度满足杆长之和条件，则最短杆所联接的两个转动副均为整转副，另两个转动副均为摆动副。此时若取最短杆为机架，则得双曲柄机构；

7、而取最短杆的任一相邻杆为机架，则得曲柄摇杆机构；又若取最短杆的相对杆为机架，则得双摇杆机构。③如果四杆中有两个构件长度相等且均为最短，若另两杆长度不相等，则不存在整转副；若两杆长度也相等，则两最短杆相邻时，有三个整转副，当两最短杆相对时，有四个整转副。取不同构件为机架时的铰链四杆机构型式曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双曲柄机构1.根据图中注明的尺寸判断各铰链四杆机构的类型计算实例双曲柄机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构3.3铰链四杆机构的传动特性一、急回特性和行程速比系数如图所示曲柄摇杆机构，原动件曲柄1在转动一周

8、的过程中，有两次与连杆2共线（即AB1C1，AB2C2）；此时摇杆3分别处于C1D和C2D两个极限位置，摇杆在两个极限位置间的夹角ψ称为摇杆的最大摆角；曲柄与连杆两共线位置间所夹的锐角θ，称为极位夹角。摆角θψC1C2DAB1B2B1C2∵1>2,∴t1>t2,⌒v2=C1C2/t21=180°+θ,⌒v