机械原理 第八章 平面四杆机构设计课件.ppt

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1、§8-1连杆机构及其传动特点第八章平面连杆机构及其设计§8-2平面四杆机构的类型和应用§8-3平面四杆机构的基本知识§8-4平面四杆机构的设计1.应用实例四足机器人飞机起落架炉门机构牛头刨床2.例8-1铰链四杆机构、曲柄滑块机构、摆动导杆机构3.此类机构的共同特点：机构的原动件1和从动件3的运动都需要经过连杆2来传动，故此类机构统称为连杆机构。连杆机构中的运动副一般均为低副，故又称其为低副机构。连杆机构中，其构件多呈杆状，故常简称成其构件为杆。连杆机构常根据其所含杆数而命名，如四杆机构、六杆机构等。第八章平面连杆机构及其设计§8-1连杆机构及其传动特点a)曲柄滑块机

2、构b)铰链四杆机构c)导杆机构4.传动特点优点(1)运动副一般为低副；(2)构件多呈杆状；(3)可通过改变各构件的相对长度使从动件得到不同的运动规律和实现多种运动变换；(4)连杆曲线形状丰富，可满足各种轨迹要求。缺点(1)运动链长，累积误差大，效率低；(2)惯性力难以平衡，动载荷大，不宜用于高速运动；(3)一般只能近似满足运动规律要求。第八章平面连杆机构及其设计§8-1连杆机构及其传动特点第二章机构的结构分析§8-2平面四杆机构的类型和应用1.基本型式2.演化型式改变构件的形状和运动尺寸改变运动副尺寸选用不同的构件为机架（机构的倒置）运动副元素的逆换平面铰链四杆机构

3、曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构(逆)平行四边形机构等腰梯形机构铰链四杆机构的倒置曲柄滑块机构的倒置双滑块机构的倒置第二章机构的结构分析§8-2平面四杆机构的类型和应用3.基本型式四杆机构的应用4.演化型式四杆机构的应用第二章机构的结构分析§8-3平面四杆机构的基本知识1.平面四杆机构有曲柄的条件（1）周转副的条件：（2）铰链四杆机构有曲柄的条件：最短杆长度＋最长杆长度≤其余两杆长度之和；组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。最短杆为连架杆或机架。各杆长度应满足杆长条件；杆长条件举例8-2,8-3举例例8-2铰链四杆机构（1）各杆长度满足杆长条件（2）各杆长度不满足

4、杆长条件结论当各杆长度满足杆长条件时，若连架杆为最短杆时，则机构为曲柄摇杆机构；若连杆为最短杆时，则机构为双摇杆机构；若机架为最短杆时，则机构为双曲柄机构。当各杆长度不满足杆长条件时，则机构无曲柄，无论以何杆为机架，机构均为双摇杆机构。举例例8-3偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件：连架杆长度＋偏距≤连杆的长度；连架杆为最短杆。对心曲柄滑块机构有曲柄的条件：连架杆长度≤连杆的长度；连架杆为最短杆。第二章机构的结构分析§8-3平面四杆机构的基本知识2.平面四杆机构的运动特性（1）急回运动和行程速度变化系数K（2）压力角和传动角（3）死点（4）运动连续性第二章

5、机构的结构分析§8-3平面四杆机构的基本知识2.平面四杆机构的运动特性（1）急回运动和行程速度变化系数K（2）压力角和传动角（3）死点（4）运动连续性急回运动和行程速度变化系数K1.急回运动——当连杆机构的主动件为等速回转时，从动件空回行程的平均速度大于其工作行程的平均速度，这种运动称为急回运动。2.行程速比系数K——用来衡量急回运动的程度。当机构存在极位夹角θ时，机构便具有急回运动特性。并且θ越大，K值越大，机构的急回运动就越显著。例8-4牛头刨床机构例8-5对心曲柄滑块机构例8-6偏置曲柄滑块机构第二章机构的结构分析§8-3平面四杆机构的基本知识2.平面四杆机构

6、的运动特性（1）急回运动和行程速度变化系数K（2）压力角和传动角（3）死点（4）运动连续性压力角和传动角压力角——主动件曲柄通过连杆作用于从动件摇杆上的力F的作用线与其作用点的速度方向之间所夹锐角，称为机构的压力角α。传动角——机构在某位置时，其连杆与从动杆之间所夹的锐角γ，称为机构在该位置时的传动角。最小传动角的确定：对于曲柄摇杆机构，γmin出现在主动件曲柄与机架共线的两位置之一。γ=90°−α≤90°压力角：受力方向与速度方向所夹锐角。传动角：连杆与从动杆所夹锐角。第二章机构的结构分析§8-3平面四杆机构的基本知识2.平面四杆机构的运动特性（1）急回运动和行程

7、速度变化系数K（2）压力角和传动角（3）死点（4）运动连续性死点对于曲柄摇杆机构，以摇杆CD为主动件，则当连杆与从动件曲柄共线时，机构的传动角γ＝0°，这时主动件CD通过连杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心，出现了不能使构件AB转动的“顶死”现象，机构的这种位置称为“死点”。例8-8曲柄滑块机构例8-9摆动导杆机构例8-7曲柄摇杆机构克服死点的方法：1）利用安装飞轮加大惯性的方法，借惯性作用使机构闯过死点。2）采用将两组以上的同样机构组合使用，且使各组机构的死点位置相互错开排列的方法。死点的应用例8-10飞机起落架收放机构例8-11折叠式桌的折叠机构连杆