第三章平面连杆机构及其设计课件.ppt

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1、第三章平面连杆机构及其设计主要内容1平面连杆机构的基本形式及演化2曲柄存在的条件3机构设计§3-1平面连杆机构的特点及其设计的基本问题二、连杆机构的分类1、根据构件之间的相对运动分为：平面连杆机构，空间连杆机构。2、根据机构中构件数目分为：四杆机构、五杆机构、六杆机构等。若干个构件全用低副联接而成的机构，也称之为低副机构（连杆机构）。一、连杆机构三、平面连杆机构的特点1）适用于传递较大的动力，低副面接触,磨损减小：常用于动力机械。2）易于制造，易于保证所要求的制造精度3）依靠运动副元素的几何形面保持构件间的相互接触4)构件的运动形式多种多样，能实现多种运动不足之处：1）只能

2、近似实现给定的运动规律或运动轨迹.2）产生惯性力，引起较大的振动和动载荷,不宜于传递高速运动。3)当给定的运动要求较多时,需要的构件数和运动副较多,机构复杂，工作效率降低，自锁．平面连杆机构设计包括：选型和运动尺寸设计（确定机构运动简图的参数，转动副之间的距离，移动副位置尺寸等）运动尺寸设计分为以下三类：1)实现构件给定位置，要求连杆机构引导某构件按规定顺序经过若干给定的位置。2)实现已知运动规律，要求主从动件满足已知的若干组对应关系。3)实现已知的运动轨迹，要求构件上某一点沿给定的轨迹运动。设计方法主要是：图解法和解析法，图谱法。图解法：利用机构运动过程中各运动副位置之间

3、的几何关系，通过作图获得有关运动尺寸。直观形象，精度低。解析法：将运动设计问题用数学方程加以描述，通过方程的求解获得有关运动尺寸。一种有效的设计方法。图谱法是利用编写汇集的连杆曲线图册来设计平面连杆机构.§3-1平面四杆机构的基本形式、及其演化一、铰链四杆机构与机架组成运动副的构件称为连架杆.机架4连架杆1连杆2连架杆3不与机架组成运动副的构件称为连杆。若组成转动副的两构件能作整周相对转动,则该转动副称为整转副,否则称为摆动副.所有运动副均为转动副的平面四杆机构称为铰链四杆机构1）曲柄摇杆机构:两连架杆中，一个为曲柄，而另一个为摇杆。2）双曲柄机构两连架杆均为曲柄。3）双摇

4、杆机构两连架杆均为摇杆。曲柄:与机架组成整转副的连架杆.摇杆:与机架组成摆动副的连架杆.根据两联架杆为曲柄或摇杆:机构倒置曲柄摇杆双曲柄曲柄摇杆双摇杆低副运动可逆性:以低副相连的两构件间的相对运动关系,不会因取其中那一个构件为机架而改变.倒置机构:通过更换机架而得到的机构称为原机构的倒置机构．二含一个移动副的四杆机构转动副转化为移动副321DCBA(a)321DCBA(b)机架上制作一同样轨迹的圆弧槽,滑块置于槽中,弧形滑块的运动完全等同于转动副D的作用321DCBA(c)e4转动副演化为移动副，演化为含一个移动副的四杆机构:曲柄滑块机构.e为偏距,曲柄回转中心到直

5、槽中心线的距离。半径增加至无穷大,圆心D移到无穷远处,圆弧槽变成了直槽,滑块做往复直线运动．ABCe321偏置曲柄滑块机构BAC321对心滑块机构移动导杆机构转动导杆机构曲柄滑块机构曲柄摇块机构正弦机构BAC321对心滑块机构A3sBC21连杆２上点B的轨迹是圆弧，连杆长度变为无限大，圆弧变为直线，连杆作成滑块含两个移动副的四杆机构曲柄移动导杆机构三含两个移动副的四杆机构四偏心轮机构偏心轮机构半径加大C1CBAC2(a)ABC(b)如果曲柄长度很短，在杆状曲柄两端装设转动副存在设计上的困难将曲柄设计成偏心距为曲柄长的偏心圆盘。偏心轮曲柄长度很短，两端装设两个转动

6、副存在困难或者曲柄销要承受较大的冲击载荷时，常采用．在曲柄滑块机构（曲柄摇杆机构）中，若曲柄很短，可将转动副B的尺寸扩大到超过曲柄长度，则曲柄AB就演化成几何中心B不与转动中心A重合的圆盘，该圆盘称为偏心轮，含有偏心轮的机构称为偏心轮机构。偏心轮机构结构简单，偏心轮轴颈的强度和刚度大，且易于安装整体式连杆，广泛用于曲柄长度要求较短、冲击载荷较大的机械中。颚式破碎机§3-3平面四杆机构的主要工作特性一、转动副为整转副的充分必要条件1.铰链四杆运动链中转动副为整转副的充分必要条件机构中任意两构件之间的相对运动关系与哪个构件为机架无关.针对铰链四杆运动链来分析整转副存在的必要条件

7、．BDAC1234abcdB2ACB1DE’F’GFEG’d+a

8、d-a

9、

10、b-c

11、b+c若A为整转副，圆周k1上任一点均能与B2点铰接成转动副B,即环形区域∑应包容圆周k1上各点.K3K2K1(3-1)(3-2)圆周k1上任一点均能与B2点铰接成转动副B,即环形区域∑应包容圆周k1上各点.(3-2)当a≤d时,由(3-2)得:或(3-2a)(3-2b)将式(3-1)和式(3-2a),(3-2b)分别两两相加,得:a≤b,a≤c,a≤d(3-3)当d≤a时,式(3-2)可展开为:(3-1)(3-2c)(3-2d)或