最新机械原理连杆机构分析和设计ppt课件.ppt

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1、机械原理连杆机构分析和设计3-1概述一、连杆机构定义二、连杆机构特点三、本章内容一、连杆机构定义定义：由若干个杆件通过低副(Lower-pair)连接而组成的机构称为连杆机构------低副机构。按相对运动分：*平面机构：各构件在同一平面或相互平行平面内运动。*空间机构：所有构件不全在相互平行的平面内运动的连杆机构按构件数分：四杆机构、六杆机构、多杆机构连杆机构应用:各类机械、仪表3-2平面四杆机构的基本类型及其演化一、基本类型及应用二、机构演化一、基本类型及应用*铰链四杆机构：全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的最基本型式。铰链四杆机构可分为以下三种

2、类型：1．曲柄摇杆机构：鄂式破碎机，雷达天线2．双曲柄机构：惯性筛平行四边形机构——火车车轮、天平、摄影平台升降机构。运动不确定性反平行四边形机构——车门开闭机构3．双摇杆机构：鹤式起重机等腰梯形机构，汽车前轮转向机构二、机构演化*1．改变构件形状、相对尺寸或运动副尺寸，转动副演化为移动副1)曲柄摇杆机构——偏置曲柄滑块机构——对心曲柄滑块机构—正弦机构2)曲柄摇杆机构——偏心轮机构2．取不同构件为机架1)曲柄摇杆机构——双曲柄机构——双摇杆机构2)曲柄滑块机构：转动导杆机构（牛头刨床）摆动导杆机构（书3-18牛头刨床）曲柄摇块机构（自卸卡车）移动导杆机构（定块机构）（手摇唧筒）

3、3-3平面四杆机构有曲柄的条件及几个基本概念一、铰链四杆机构有曲柄的条件二、压力角和传动角三、急回运动和行程速比系数四、死点位置一、铰链四杆机构有曲柄的条件*一、铰链四杆机构有曲柄的条件*1．最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆之和2．最短杆是连架杆或机架推论1．不满足上述两条件，但能构成四杆机构，得到双摇杆机构2．若满足上述条件：最短杆为机架——双曲柄机构最短杆相邻两杆为机架——曲柄摇杆机构最短杆对边杆为机架——双摇杆机构二、压力角和传动角*压力角：连杆作用于从动件上的力方向与该点速度方向的夹角。传动角：压力角的余角。设计时满足一定条件。最小传动角计算，与原动件运动角之间的

4、关系。三、急回运动和行程速比系数*1．极位夹角2．行程速比系数3．急回作用与急回机构偏置曲柄滑块机构、导杆机构、曲柄摇杆机构滑块机构急回特性a)θ=0,k=1-------无急回特性(对心曲柄滑块机构)b)θ≠0，k>1-------有急回特性（偏置曲柄滑块机构）导杆机构急回特性a)θ≠0，k>1--------有急回特性(转动导杆机构）b)θ≠0，k>1-------有急回特性（摆动导杆机构）四、死点位置*1．死点位置：曲柄与连杆共线（摇杆为主动件）2．解决措施：惯性构件、错位机构布置3．应用：飞机起落架、夹具3-4平面四杆机构的运动分析一、研究机构运动分析的目的和方法二、用速

5、度瞬心法作平面机构速度分析三、用解析法进行平面机构的速度和加速度分析一、研究机构运动分析的目的和方法内容：进行位移、速度、加速度分析。已知原动件的运动，求其它构件的运动。目的：是分析、了解、评价现有机械的工作运动、动力性能，及设计和优化新机械的基础。了解机械运动空间、运动干涉，运动工作要求。方法：图解、解析、实验法。二、用速度瞬心法作平面机构速度分析应用：构件数较少的机构。不能进行加速度分析。1．速度瞬心２．速度瞬心求法３．用速度瞬心进行机构速度分析1．速度瞬心１）概念：单刚体速度瞬心：速度为0的点。相对运动两构件速度瞬心：相对速度为0的点，或等速重合点。类型：相对瞬心v≠0，绝

6、对瞬心v=0２）求法已知：两构件重合点的相对速度求：瞬心位置３）速度瞬心位置和数目确定速度瞬心位置确定可能在构件内或也可能在构件外瞬心数目确定Ｎ＝k(k-1)/2２．速度瞬心求法１）两构件直接接触２）两构件不直接接触１）两构件直接接触转动副：铰链中心移动副：垂直于导路的无穷远处高副：纯滚动——接触点，相对滚动——接触点的法线方向，具体根据第三方条件决定２）两构件不直接接触三心定理：三个彼此做平面相对运动的构件共有３个瞬心，且位于同一直线上。３．用速度瞬心进行机构速度分析先求解速度瞬心，后进行速度（角速度）分析１）平面低副机构铰链四杆机构：求输出构件的角速度，或输入输出构件角速度之

7、比曲柄滑块机构：求滑块速度２）平面高副机构齿轮机构／摆动从动件盘形凸轮机构：求角速度之比平底从动件盘形凸轮机构：求平底速度三、用解析法进行平面机构的速度和加速度分析解析法：将机构中已知的机构尺度参数和运动参数与未知运动参数之间建立函数关系式，进而借助计算机获取高精度的机构运动分析结果。１．分析方法：数学：复数矢量法、矩阵法、矢量方程法机构分析方法：１）不同机构建立不同的数学模型：通用性差。２）整体分析法：把研究的机构放在直角坐标系中，把整个机构作为研究对象，由已知参数求出未知参数