机械设计基础-平面连杆机构概述课件.ppt

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1、铰链四杆机构的基本型式和特性铰链四杆机构有整转副的条件铰链四杆机构的演化平面四杆机构的设计第二章平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构许多构件用低副（移动副和转动副）连接组成的平面机构特点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。缺点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。分类:平面连杆机构空间连杆机构常以构件数命名：四杆机构、多杆机构本章重点内容是介绍四杆机构平面四杆机构的基本型式:基本型

2、式——铰链四杆机构，其它四杆机构都是由它演变得到的。第一节铰链四杆机构的基本型式和特性曲柄基本概念：整周定轴回转的构件曲柄连杆摇杆作平面运动的构件连杆与机架相联的构件作定轴摆动的构件能作360˚相对回转的运动副只能作有限角度摆动的运动副摇杆连架杆周转副摆转副铰链四杆机构的三种基本型式：（1）曲柄摇杆机构曲柄＋摇杆特征将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动，如雷达天线作用ABC1243DABDC1243雷达天线俯仰机构急回运动曲柄摇杆机构的特性在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个极限位置，简称极位。ABCDB1C1AD曲柄摇杆机构θ180°＋θωC2B2当曲柄以ω逆时

3、针转过180°+θ时，摇杆从C1D位置摆到C2D，所花时间为t1,平均速度为V1当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D,置摆到C1D，所花时间为t2,平均速度为V2,那么有：显然：t1>t2V2>V1摇杆的这种特性称为急回运动缝纫机踏板机构2143曲柄摇杆机构摇杆主动3124αFγF’F”压力角和传动角从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角ABCD切向分力:F’=Fcosα法向分力:F”=Fcosγγ↑F’↑→对传动有利=Fsinγ称γ为传动角CDBAFγ可用γ的大小来表示机构传动力性能的好坏,F”F’压力角F机构的死点位置摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有:

4、γ＝0此时机构不能运动，称此位置为：“死点”避免措施：两组机构错开排列，如火车轮机构;靠飞轮的惯性F’A’E’D’G’B’C’ABEFDCGγ＝0Fγ＝0工件ABCD1234PABCD1234工件P钻孔夹具γ=0TABDC飞机起落架ABCDγ=0F也可以利用死点进行工作：飞机起落架、钻夹具等（2）双曲柄机构特征两个曲柄作用将等速回转转变为等速或变速回转ABDC1234E6惯性筛机构31ADCB1234旋转式叶片泵ADCB123ABCDAB=CDBC=ADB’C’特例：平行四边形机构实例：火车轮ABDCE（3）双摇杆机构铸造翻箱机构、风扇摇头机构等腰梯形机构——汽车转向机构B’C’A

5、BDC风扇座蜗轮蜗杆电机ABDCEABDCE电机ABDC风扇座蜗轮蜗杆电机ABDC风扇座蜗轮蜗杆ABDC特征两个摇杆应用举例特例第二节铰链四杆机构有整转副的条件平面四杆机构具有整转副可能存在曲柄杆1为曲柄，作整周回转，必有两次与机架共线曲柄存在的条件：1、最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和称为杆长条件。2、连架杆或机架之一为最短杆。ABCDl1l2l3l4第二节铰链四杆机构有整转副的条件铰链四杆机构的三种基本型式区别在于连架杆是否为曲柄。而且，由于在生产实际中，驱动机械的原动机（电动机、内燃机等）一般都是做整周转动的，因此要求机构的主动件也能做整周转动，即原动件为曲柄。

6、而在四杆机构中是否存在曲柄，取决于机构中各构件间的相对尺寸关系。所以，平面四杆机构在什么条件下具有曲柄的研究是平面连杆机构的一个主要问题。下面我们就以铰链四杆机构来分析曲柄存在的条件。设：在图3—11所示的铰链四杆机构中，各杆的长度分别为a，b，c，d。设a

7、；2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（称为杆长条件）上述两个条件必须同时满足，否则机构不存在曲柄。当满足杆长条件时，说明存在整转副，当选择不同的构件作为机架时，可得不同的机构。如曲柄摇杆1、曲柄摇杆2、双曲柄、双摇杆机构根据上述所讲，我们同时可以得到两个推论：1）若四杆机构中最短杆与最长杆之和大于其余两杆之和，则该机构不可能有曲柄存在，机构成为双摇杆机构；2）若四杆机构中最短杆与最长杆之和小于其余两杆之和，当最短杆是连架杆时，机构为曲柄摇杆机构,当