第2章 平面连杆机构.ppt

本章教学内容 2.1 铰链四杆机构的基本型式、特性及应用 实验法设计四杆机构 下表给出了两连架杆六组对应转角关系。用实验法求解: 实验法设计四杆机构 1)首先在一张纸上取固定轴A的位置，作原动件角位移φi 2)任意取原动件长度AB 3)任意取连杆长度BC，作 一系列圆弧Ki; 4)在一张透明纸上取固定轴D，作角位移ψi 5) 取一系列从动件长度作同心圆弧。 6) 两图叠加，移动透明纸，使Ki与DDi的交点Ci 落在同一圆弧上。 位置 φi ψi 位置 φi ψi 1→2 15° 10.8°4→5 15° 15.8° 2→3 15° 12.5°5→6 15° 17.5° 3→4 15° 14.2°6→7 15° 19.2° 连杆作平面运动,其上各点的轨迹均不相同。 B, C点的轨迹为圆弧; 其余各点的轨迹为一条 封闭曲线。 设计目标: 就是要确定一组杆长参数, 使连杆上某点的轨迹满足设计要求。 2.4.4 按给定的运动轨迹设计四杆机构 1． 实验法 连杆曲线生成器 A B C D 2．图谱法 图谱法按轨迹设计四杆机构 1.四杆机构的基本形式、演化及应用； 2.曲柄存在条件、传动角γ、压力角α、死点、急回特性：极位夹角和行程速比系数等物理含义，并熟练掌握其确定方法； 3.掌握按连杆二组位置、三组位置、连架杆三组对应位置、行程速比系数设计四杆机构的原理与方法。 本章重点： * ? ? ? * ? ? ? 关键知识点 1、平面四杆机构设计； 2、平面四杆机构最小传动角的确定。 难 点 1、铰链四杆机构的基本型式、应用及其演化； 2、平面四杆机构有曲柄的条件、急回运动及行程速比系数、压力角和传动角、死点位置； 3、用图解法分别按行程速比系数K、连杆预定位置设计四杆机构；解析法按两连架杆预定对应位置设计四杆机构；用实验法按两连架杆多对对应位置和预定轨迹设计四杆机构。 2.1 铰链四杆机构的基本型式、特性及应用 2.2 铰链四杆机构的曲柄存在条件 2.3 铰链四杆机构的演化 2.4 平面四杆机构的设计 总 结 内燃机、鹤式吊、火车轮、手动冲床、椭圆仪、机械手爪、旋转式叶片泵、雷达调整机构、缝纫机、公共汽车开关门、折叠伞等。 特点：有一作平面运动的构件，称为连杆。 特点： ①由于是低副机构，两构件之间为面接触，因此接触面上的压 强小、便于润滑、磨损较轻，可以承受较大的载荷 ②改变构件的相对长度，从动件运动规律不同。 ③连杆曲线丰富。可满足不同要求。 定义：若干刚性构件由低副（转动、移动）连接组成的平面机构，称为平面连杆机构。 应用实例： 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），不适用于高速的场合 。 ③设计复杂，难以实现精确的轨迹。 在平面连杆机构中最常用、最基本的是四杆机构 本章重点内容是介绍四杆机构。 曲柄 连杆 摇杆 平面四杆机构的基本型式是铰链四杆机构；其它四杆机构都是由它演变得到的。 名词解释： 连架杆—与机架相联的构件； 连杆—不与机架相联的构件,连杆作平面运动. 三种基本型式： （1）曲柄摇杆机构 特征：若两连架杆中一杆为曲柄，另一杆为摇杆时，此机构称为曲柄摇杆机构 作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。 如雷达天线。 摇杆—不能作整周回转的连架杆； 曲柄—能作360°整周回转的连架杆； 连架杆 周转副—能作360°相对回转的运动副； 摆转副—只能作有限角度摆动的运动副。 运动副 应用举例 图2-2 雷达调整机构 图2-3 缝纫机的踏板机构 当曲柄作匀速转动时，摇杆往复摆动的平均速度是不一样的，这种特性称为急回特性。 极位夹角?: 曲柄AB与连杆BC两次共线位置所夹的锐角，称为极位夹角，用? 表示。 图2-4 曲柄摇杆机构的急回运动 2.1.1 ． 曲柄摇杆机构的三个特性 1 ．急回运动 为了表示急回特性的急回程度，可用行程速比系数K 表示，即 当给定行程速比系数K 时，将式(2-1)整理后，可得极位夹角? 的计算公式： 由以上分析可知：平面连杆机构有无急回特性取决于有无极位夹角? ，? 越大，K 值越大，急回程度越显著，但机构运动的平稳性也越差。因此在设计时，应根据其工作要求，恰当地选择K值，在一般机械中1K2。 （2-1） （2-2） 压力角的定义是：从动件上所受驱动力方向（不计重力、摩擦力和惯性力）与该力作用点绝对速度方向之间所夹的锐角，用?表示。 图2-5 压力角与传动角 2 . 压力角和传动角 传动角的定义是：与压力角互为余角的角称为传动角