机械设计基础第4章+平面连杆机构ppt课件.ppt

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1、第四章平面连杆机构第一节平面连杆机构的基本形式和性质第二节四杆机构的演化及常见的应用类型第三节平面四杆机构的设计第四节用解析法设计平面四相机构简介第五节多杆机构简介习题第一节平面连杆机构的基本形式和性质定义：由低副（转动、移动）连接组成的平面机构。特征：有一作平面运动的构件，称为连杆。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

2、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平面四杆机构。多杆机构一、平面四杆机构的基本类型基本型式－铰链四杆机构，其它四杆机构都是由它演变得到的。名词解释：连杆—不与机架相联的构件（BC）；连架杆—与机架相联的构件（AB、CD）；摇杆—作定轴摆动的连杆架；曲柄连杆连架杆连架杆机架1234ABCD曲柄—作整周定轴回转的连杆架；机架—固定不支的构件（AD）；摇杆1、曲柄摇杆机构特征：曲柄＋摇杆作用：将曲柄的

3、整周回转转变为摇杆的往复摆动。如雷达天线俯仰机构、缝纫机踏板机构。雷达天线俯仰机构缝纫机踏板机构动画演示21433124摇杆主动2、双曲柄机构特征：两连架杆均为曲柄作用：将等速回转转变为等速或变速回转。如惯性筛（变速运动）、平行四边形机构。惯性筛机构动画演示平行四边形机构（1）特征：两曲柄等长且平行，连杆作平动。实例二：摄影平台实例四：播种机料斗实例三：天平ABDC耕地料斗DCAB实例一：火车轮平行四边形机构（2）共线位置运动不确定问题。措施：采用两组机构错开排列。（3）反平行四边形机构特点：二曲柄转向相反

4、3、双摇杆机构：两连架杆均为摇杆动画演示起重机构飞机起落架动画演示二、连杆机构的基本性质1、曲柄存在条件如右图所示，当杆1位于B1时，构成△ADC1，则有以下两式成立：如右图所示，当杆1位于B2时，构成△ADC2，则有下式成立：由以上3个公式可得到：曲柄存在条件：（1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。（2）最短杆是连架杆或机架最短杆参与构成的转动副都是整周转动其余均为摆转推论1：当Lmax+Lmin≤L(其余两杆长度之和)时最短杆是连架杆之一——曲柄摇杆机构最短杆是机架——双曲柄机构最短杆

5、是连杆——双摇杆机构推论2：当Lmax+Lmin＞L(其余两杆长度之和)时——双摇杆机构铰链四杆机构的类型是由其各杆长度的相对尺寸和哪个杆作为机架决定的。动画演示2、压力角和传动角压力角：从动杆(运动输出件)受力作用点的力作用线与速度方位线所夹锐角。(不考虑摩擦)FVcagFtFn传动角：压力角的余角。即：从图中看出，有效分力Ft：越小，越大，机构的传力特性愈好。设计时规定min≥4050。传动角的大小随机构位置的不同而变化，min在哪儿？DBACl4l1l2l3求最小传动角m

6、in：在ΔABD和ΔBCD中可得：由以上两式可求得：=0°cos=1cosmin=180°cos=－1cosmax分析：主动件与机架共线的两个位置之一，传动角最小。3、连杆机构的急回特性1jB2C212v2v1B1C14ABCD231当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有急回特性。极位夹角：急回特性分析：1=C1=1t1=1800+2=1t2=1800－t1>t2,v2>v1行程速比系数KK=1,无急回特性q↑K↑急回特征越显著4、死点位置死点

7、：传动角为零g=0（连杆与从动件共线），机构顶死。B1C1B2C24ABCD231=00=00=00C2B2=00BACB1C１克服死点的措施：（1）利用构件惯性力；（2）采用多套机构错位排列，如火车车轮联动机构。死点的利用：=00折叠家具机构飞机起落架机构ABCD1234工件PTABCD1234工件P钻孔夹具=00第二节四杆机构的演化及常见的应用类型一、改变杆件的长度比或运动副的型式偏心曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄滑块机构↓∞s=lsinφ→∞φl对心曲柄滑块机构双滑块机构正弦机构二、改变构

8、件的形状动画演示对心式曲柄滑块机构偏心轮机构1B24AC3h=2lAB4C231BAB副扩大三、变换机架C234A41B2C3曲柄滑块机构A41B2C3导杆机构C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234lBC>lAB导杆AC整周转动，回转导杆机构C234C234C234C234AB123C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423