机械基础 教学课件 作者 谭敬辉 机械基础 第三章.pptVIP

机械基础 谭敬辉 编 第一节 平面连杆机构概述 一、平面连杆机构的概念 平面连杆机构是由一些刚性构件通过低副连接而成的平面机构。 平面连杆机构的形式多种多样，能实现一些比较复杂的运动形式，其中最基本的形式是由四个杆状构件连接而成的平面四杆机构。 第一节 平面连杆机构概述 二、平面连杆机构的特点 1）平面连杆机构能够实现多种运动轨迹曲线和运动形式，如转动、移动、摆动及平面运动等。 2）在平面连杆机构中，所有的运动副均为低副。构件之间为面接触，因而在承受相同的载荷时压强小，便于润滑，承载能力较大，耐磨损，因此平面连杆机构可用于承受较大载荷的场合。 3）构件形状简单，方便加工，并易于获得较高的制造精度。但是由于低副中存在间隙，将引起机构的运动误差，从而影响到运动精度。 第二节 铰链四杆机构 一、铰链四杆机构的组成 图 3-1铰链四杆机构 a)机构实形b)机构运动简图 1、3—连架杆2—连杆4—机架 当平面四杆机构中的运动副全部都是转动副时，则称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构最基本的形式，其他形式的四杆机构都是在它的基础上演化而来的。 第二节 铰链四杆机构 在图3-1所示的铰链四杆机构中，固定构件4称为机架；与机架4用铰链相连的杆件1和杆件3称为连架杆，不与机架相连的杆件2称为连杆。 如果连架杆1或3能够绕机架上的转动副中心A或D做整周回转，则称之为曲柄，不能做整周回转的就称之为摇杆。 第二节 铰链四杆机构 二、铰链四杆机构的基本类型 铰链四杆机构分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 1曲柄摇杆机构 在铰链四杆机构中，如果两个连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆，则称为曲柄摇杆机构。 2双曲柄机构 在铰链四杆机构中，如果两个连架杆均为曲柄，则称为双曲柄机构。 在双曲柄机构中，如果相对的两杆长度相等且转向相同时，称为平行双曲柄机构，又称为平行四边形机构。平行双曲柄机构多用于多个平行轴之间的传动。 3双摇杆机构 两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。 第三节 平面四杆机构的基本性质 一、曲柄存在的条件 判断四杆机构是否有曲柄，关系到四杆机构中原动机的选择。而曲柄存在与否则取决于机构各杆的相对长度和机架的选择。 对一个曲柄摇杆机构进行分析，如图3-9所示。AB杆为曲柄，BC杆为连杆，CD杆为摇杆，AD杆为机架，各杆长度依次以a、b、c、d来表示。为了保证曲柄AB整周回转，AB必须能顺利通过B1和B2这两个位置，即曲柄AB与连杆两次共线的位置。 图3-9曲柄摇杆机构 第三节 平面四杆机构的基本性质 简整理可得 a≤b a≤c a≤d 上述关系说明： 1）在曲柄摇杆机构中，曲柄是最短杆，最短杆与最长杆长度之和一定小于或等于其余两杆长度之和。 2）当各杆的长度不变（满足最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和）时，取不同的杆作为机架，可以得到不同类型的铰链四杆机构。 ① 取最短杆的相邻为机架，可得曲柄摇杆机构。 ② 取最短杆为机架，则得双曲柄机构。 ③ 取与最短杆相对的杆作机架，两连架杆都不能整周转动，则得双摇杆机构。 第三节 平面四杆机构的基本性质 若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，机构中无曲柄存在。即不论取哪个杆作为机架，只能得到双摇杆机构。 综上所述，曲柄存在的条件是：连架杆与机架必有一杆为最短；最短杆与最长杆长度之和应小于或等于另外两杆长度之和。当满足第二条时，若取连架杆为最短杆，则机构存在一个曲柄（曲柄摇杆机构）； 若取机架为最短杆，则机构存在两个曲柄（双曲柄机构）。 第三节 平面四杆机构的基本性质 二、急回特性 当曲柄等速转动时，摇杆来回摆动的快慢不同，返回时的速度较快。四杆机构的这种特性称为机构的急回特性。在生产实际中，一般将慢速运动的行程作为机构的工作行程，而将快速运动的行程作为机构的空回行程。许多机械利用急回特