机械设计基础王凤平第四章平面连杆机构.pptVIP

4.6.1 图解法设计平面四杆机构 1.按给定连杆位置设计四杆机构 已知：连杆BC长度及三个位置（B1C1,B2C2,B3C3） 要求：设计铰链四杆机构 设计步骤： ①连接B1B2、B2B3， 作线B1B2、B2B3的垂直平分线b12、b23，交于A点； ②连接C1C2、C2C3， 作线C1C2、C2C3的垂直平分线c12、c23，交于D点； ③连接AB1、C1D。 2.按给定行程速度变化系数K设计四杆机构 设计具有急回特性的四杆机构，关键是要抓住机构处于极限位置时的几何关系，必要时还应考虑其他辅助条件。 例：已知摇杆长度L=100，摆角 =50 和行程速比系数k=1.4，试设计曲柄摇杆机构。 解: 由给定的行程速比系数求出极位夹角 : = 30 D C2 C1 90- A E B1 B2 以A为圆心，AC1为半径作圆弧交A与E，平分EC2得曲柄长度 。再以A为圆心， 为半径作圆，交C1A的延长线和C2A于B1和B2，连杆长度 . 已知：连杆AB和CD的三组对应位置 要求：确定各构件的长度a、b、c、d 步骤： 建立坐标系xAy，和分别为AB和CD的初始角。将各向量坐标投影得 ， 将三组已知位置代入以上公式，确定出选定曲柄长度a，则b、c、d。设计出所需四杆机构 设计方法：建立方程式，根据以知参数对方程求解。 4.6.2 解析法设计平面四杆机构 则拧紧螺母的力矩为 若不考虑摩擦力 则由上式的理想驱动力矩为 则，其效率为 当拧松螺母时相当于滑块在力Fr作用下下滑（见图c），此时力多边形如图d所示。设为维持滑块等速下滑的支持力为，则 则支持阻力矩为 若不考虑摩擦力 则由上式的理想 驱动力矩为 此时效率为 如果要求螺母在力 Fr作用下不会自动松脱，即要求机构自锁，必须使 ，故螺纹自锁的条件为 所以三角螺纹的摩擦阻力大、效率低，易发生自锁，常用作联接螺纹。矩形螺纹效率高，常用作传动螺纹。 由于 ，则 与矩形螺纹类似，三角螺纹相当于楔形滑块在楔形槽面内滑动，只需将上述的摩擦角j改称当量摩擦角jv即可 。 1、曲柄摇杆机构 在两连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆。 应用举例： 牛头刨床横向进给机构、搅面机、卫星天线、飞剪 缝纫机脚踏板机构、自行车、走步机、送料机构 一般曲柄主动，将连续转动转换为摇杆的摆动，也可摇杆主动，曲柄从动。 运动特点： 根据连架杆运动形式的不同，可分为三种基本形式 4.4 四杆机构的基本形式及其演化 4.4.1 四杆机构的基本形式 曲柄摇杆机构应用实例 搅面机 曲柄摇杆机构应用实例 曲柄摇杆机构应用实例 缝纫机脚踏板机构 曲柄摇杆机构应用实例 自行车 曲柄摇杆机构应用实例 跑步机 2.双曲柄机构—两连杆架均为曲柄的四杆机构 应用举例： 惯性筛、插床机构 运动特点：从动曲柄变速回转 惯性筛 双曲柄机构应用实例 插床机构 双曲柄机构应用实例 3.双摇杆机构—两连杆架均为摇杆的四杆机构 港口起重机、飞机起落架、车辆的前轮转向机构 应用举例： 双摇杆机构应用实例 港口起重机 选择连杆上合适的点，轨迹为近似的水平直线 双摇杆机构应用实例 飞机起落架 风扇摇头 双摇杆机构应用实例 4.4.2 平面四杆机构的演化 1.扩大转动副，使转动副变成移动副 曲柄滑快机构演化 2.取不同的构件为机架 当构件2和构件4均能作整周转动，小型刨床就是应用实例 当杆2的长度小于机架长度时，导秆4只能作来回摆动，又称为摆动导秆机构，牛头刨中的主运动机构是他的应用实例 当以构件3为机架时，可演化成移动导杆机构，图示压水机就是实例 如果两个移动副代替铰链四杆机构中的两个转动副，便可得到三种不同形式的四杆机构 1.曲柄移动导杆机构 2.双转块机构 3.双滑块机构 正弦机构应用实例 缝纫机针运动机构 设a＜d，则当AB 杆能绕轴A 相对于AD 杆作整周转动时，AB 杆必须占据与AD 杆共线的两个位置　　 a ≤ d ， a ≤ b ， a ≤ c 在△B’’C’’D中 b ≤(d-a)+c 在△B’C’D中 即 a+b≤d+c c≤(d-a)+b 即 a+c≤d+b a+d≤b+c 将式3-1、3-2、3-3两两相加，可得 即AB杆为最短杆 4.5 平面四杆机构的基本特性 4.5.1 铰链四杆机构有曲柄的条件 铰链四杆机构有一个曲柄的条件： (1) 最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆长度之和； (2) 最短杆为连架杆。 选任一杆为机架，都能实现完全相同的相对运动关系