机械原理第5章-连杆机构设计.pptVIP

第5章 平面连杆机构及其设计 连杆机构：全部构件都以低副联结而成的机构。 平面连杆机构的特点 优点： 1 能够实现多种形式的运动变换 2 低副连接承载能力强，易加工 3 运动副保证构件接触,不需外力锁合 缺点： 1 连杆机构平衡困难，尤其对于高速运转的机构 平面连杆机构中最基本的、最常用的是四杆机构 5.3 多杆机构 牛头刨床利用了摆动导杆机构的急回特性。 S 2a 5.3 多杆机构 缺点：行程大小的调节是通过改变曲柄长度a的大小。因此，改变行程的同时必然改变了机构的急回特性。 §5.4 连杆机构设计概论 刚体导引问题 函数变换问题 轨迹复演问题 §5—6 用图解法设计连杆机构 例：设计一个靠背能转动一定角度的椅子，手轮安装在椅子座上，要求手轮转45?靠背转25?。 设计连杆机构时应注意的问题： 序列问题 分枝问题 在某两个插值点之间可能不满足装配条件 有向转动角θ12的求法 ∠M1 P12 M2= ∠N1 P12 N2= θ12 M1 M2 N1 N2 P12 m12 n12 连接P12M1和P12M2，所夹的角即为转动角θ12 连接P12 N1和P12 N2 ，所夹的角也为转动角θ12 M1 M2 N1 N2 P12 m12 n12 ∠M1 P12 M0= ∠N1 P12 N0= θ12/2 θ12/2——有向角 E1、E2两个位置一经确定，P12、θ12就确定，与选择的参考点无关，半角θ12 /2也确定。 M1 M2 N1 N2 P12 m12 n12 始边 终边 始边 终边 M1 M2 N1 N2 P12 m12 n12 动平面由E1到E2的位置可由四杆机构实现 m12上任选M0—定铰链 动平面上任选参考点 M——动铰链 引导平面由E1到E2的位置的四杆机构有无数 N0 M0 n12上任选N0—定铰链 动平面上任选参考点 N——动铰链 M1 M2 N1 N2 P12 m12 n12 A1 B1 A0 B0 5.连接各构件，将动平面固定到连杆上 1.求极点P12 2.求转动半角θ12/2 3.刚化半角， 绕极点P12转动 4.在始边选动铰链，在终边选定铰链 θ12/2 导引动平面由E1到E2的位置的四杆机构求法 M1 M2 N1 N2 P12 A1 B1 B0 A0 A0 A1 B1 B0就是所求机构的第一个位置。 例：一卸料车，料斗卸料时要经过图示两位置，设计一四杆机构导引料斗的动作，要求固定铰链选在车体上A0 B0两点。 将半角看作一刚性角，可绕极任意转动，在始边上选动铰链，在终边上选定铰链。 M1 M2 N1 N2 P12 N0 把M0选在m12上的∞点 曲柄滑块机构的设计 m12 n12 按给定动平面的两个位置设计四杆机构 按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构 N1 M1 A0 B0 N2 Ψ M2 φ 给定连杆平面序列位置问题 转化为 相对运动原理 对心曲柄滑块机构 曲柄回转中心A在过C点导路延长线上，称对心曲柄滑块机构 显然，曲柄存在条件为：a ≤ b 即动铰链B能通过M点。 (2) 曲柄与连杆(机架)两次共线位置对应滑块两个极限位置。 (3) 曲柄为主动件，滑块行程 S = 2a，显然无急回特性。 滑块为主动件时，传力角 显然机构存在两个死点B1和B2 曲柄为主动件时，压力角 显然， 为保证传力性能好，推荐 ， A B C B 1 B 2 a b C 1 S = 2 a C 2 M 减小工作行程压力角，改善工作行程的传力性能。 (1) 显然，偏置曲柄滑块机构中曲柄存在条件为： 偏置曲柄滑块机构 A B C 即动铰链B能通过B1点。 偏置曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构的急回特性 α1 α2 1) 曲柄滑块机构 4) 导杆机构 2) 定块机构 3)摆块机构 A B C A B C A B C A B C 5.2.3 导杆机构 导杆机构可看作由曲柄滑块机构演化而来 A B C A B C A B C 曲柄滑块 变换机架 摆块机构 导杆机构 移动副同性异形演化 A B C a b a b 摆动导杆机构 匀速转动 往复摆动 a b 回转导杆机构 匀速转动 变速转动 A B a b C 导杆机构 摆动导杆机构的特点： 1、传动性能好，压力角 急回系数： 2、有显著的急回特性 a b 匀速转动 往复摆动 A1 B C A2 急回行程 所用时间为 ，对应 工作行程 所用时间为 ，对应 (a b) 摆动导杆机构的特点： a b 匀速转动 往复摆动