连杆机构(热动06级)

连杆机构连杆机构(热动热动0606级级)退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张总目录总目录退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张平面连杆机构平面连杆机构 将若干个构件用低副联将若干个构件用低副联结起来并作平面运动的机构，结起来并作平面运动的机构，也称低副机构。也称低副机构。铰铰链链四四杆杆机机构构 夹夹紧紧机机构构 缝缝纫纫机机针针机机构构 单击单击单击单击单击单击分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张1.1.运动副为面接触，压强小，承载能运动副为面接触，压强小，承载能 力大，耐冲击。力大，耐冲击。2.2.运动副的形状简单、规则，容易制运动副的形状简单、规则，容易制 造。造。3.3.构件可以很长，用于远距离操作。构件可以很长，用于远距离操作。4.4.可以实现不同的可以实现不同的运动规律运动规律和和特定轨特定轨迹迹要求。要求。上一张上一张分目录分目录平面连杆机构的特点：平面连杆机构的特点：Next退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张用用于于实实现现远远距距离离操操作作及及受受力力大大 挖挖掘掘机机 上一张上一张分目录分目录返返回回退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张用用于于受受力力大大 破破碎碎机机上一张上一张分目录分目录返返回回退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张用用于于实实现现各各种种不不同同的的运运动动规规律律要要求求 上一张上一张分目录分目录返返回回退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张实实现现给给定定轨轨迹迹 搅搅拌拌机机 分目录分目录上一张上一张返返回回退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张 铰链四杆机构铰链四杆机构 全部运动副为全部运动副为转动副转动副的四杆机构称为铰的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的最基链四杆机构，它是平面四杆机构的最基本型式。本型式。机架：支撑传动零件；机架：支撑传动零件；曲柄：与曲柄：与机架机架相连并且作整周转动的构件；相连并且作整周转动的构件；摇杆：与摇杆：与机架机架相连并且作往复摆动的构件；相连并且作往复摆动的构件；曲柄、摇杆曲柄、摇杆连连架架杆。杆。连杆：不与机架相连作平面运动的构件；连杆：不与机架相连作平面运动的构件；单击单击上一张上一张分目录分目录1.铰链四杆机构的基本型式及四杆机构的基本型式及应用用分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张一一 曲曲柄柄摇摇杆杆机机构构上一张上一张分目录分目录单击单击退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张单击单击曲柄摇杆机构的应用曲柄摇杆机构的应用颚式破碎机构颚式破碎机构上一张上一张分目录分目录退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张曲柄摇杆机构的应用曲柄摇杆机构的应用雷雷达达天天线线机机构构搅搅拌拌机机机机构构上一张上一张分目录分目录退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张双曲柄机构双曲柄机构上一张上一张分目录分目录二二 双双曲曲柄柄机机构构退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张双曲柄机构的应用双曲柄机构的应用惯惯性性筛筛机机构构上一张上一张分目录分目录退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张双曲柄机构的特例双曲柄机构的特例 平行双曲柄机构平行双曲柄机构正平行四边形机构正平行四边形机构反平行四边形机构反平行四边形机构上一张上一张分目录分目录退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张双双曲曲柄柄机机构构的的应应用用上一张上一张分目录分目录退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张上一张上一张分目录分目录三三 双双摇摇杆杆机机构构双摇杆机构的应用双摇杆机构的应用两连架杆均不能作整周转动两连架杆均不能作整周转动 退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张鹤鹤式式起起重重机机机机构构上一张上一张分目录分目录退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张2.铰链四杆机构基本型式的判断四杆机构基本型式的判断分目录分目录上一张上一张 曲柄整周转动，曲柄AB必须顺利通过与机架AD共线的两个位置AB1和 AB2。当曲柄处于AB2时，有：一一.曲柄存在的条件曲柄存在的条件adbc 当曲柄处于AB1时，有：b(da)c abcdc(da)b acbd前三式两两相加可得：退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张 构成周转副的条件:2）组成周转副的两杆中必有一杆为四杆中的最短杆即即1）最短杆与最长杆的长度和应小于或等于其余两杆的长度和 杆长条件2.铰链四杆机构基本型式的判断四杆机构基本型式的判断分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张最短杆为机架 双曲柄机构最短杆为连杆 双摇杆机构当当时：时：双双曲曲柄柄机机构构双双摇摇杆杆机机构构当当时：时：最短杆为连架杆曲柄摇杆机构无论何杆为机架均为双摇杆机构。曲曲柄柄摇摇杆杆机机构构2.铰链四杆机构基本型式的判断四杆机构基本型式的判断分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张 在曲柄摇杆机构中，若摇在曲柄摇杆机构中，若摇杆的杆长增大至无穷长，则杆的杆长增大至无穷长，则其与机架相联的转动副转化其与机架相联的转动副转化成移动副。成移动副。1.改变构件长度改变构件长度 转动副演化为移动副转动副演化为移动副3.铰链四杆机构的演化四杆机构的演化分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张曲曲柄柄滑滑块块机机构构单击单击单击单击分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张2.改变运动副尺寸改变运动副尺寸 曲柄演化为偏心轮曲柄演化为偏心轮 当曲柄的实际尺寸很短并传递较大的动力时当曲柄的实际尺寸很短并传递较大的动力时,可将曲柄可将曲柄做成几何中心与回转中心距离等于曲柄长度的圆盘，常做成几何中心与回转中心距离等于曲柄长度的圆盘，常称此机构为偏心轮机构。称此机构为偏心轮机构。分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张a)曲柄滑块机构（固定导杆）曲柄滑块机构（固定导杆）3.选用不同构件为机架选用不同构件为机架退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张b)曲柄摇块机构（固定与滑块相对转动的构件）曲柄摇块机构（固定与滑块相对转动的构件）自卸货车自卸货车退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张转动导杆机构转动导杆机构c)导杆机构导杆机构(固定与滑块不相连的构件固定与滑块不相连的构件)摆动导杆机构摆动导杆机构导杆机构导杆机构摆动导杆摆动导杆转动导杆转动导杆退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张d)定块机构（固定滑块）定块机构（固定滑块）退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张e)正弦机构正弦机构缝纫机针机构缝纫机针机构退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张f)双滑块机构双滑块机构退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张g)双转块机构双转块机构十字滑块联轴器十字滑块联轴器作业：作业：P26 2-4退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张1.四杆机构的基本形式：四杆机构的基本形式：曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 2.四杆机构的演化形式：四杆机构的演化形式：改变构件长度 扩大转动副 取不同构件作机架退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张极限位置曲柄与连杆两次共线时的位置。4.铰链四杆机构的特性分析四杆机构的特性分析一一.急回运动特性急回运动特性极位夹角原动件曲柄曲柄在机构极限位置时所夹的锐角锐角。摆角从动件摇杆摇杆在机构极限位置时的夹角。分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张曲柄曲柄摇杆摇杆 12且曲柄匀速 t1 t2 原动件匀速转动时,从动件往复运动速度快慢不同急急回运回运动特性特性。故：摇杆C点平均速度 分目录分目录上一张上一张摆角摆角 ,时间时间 t1摆角摆角 ,时间时间 t24.铰链四杆机构的特性分析四杆机构的特性分析退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张 四杆机构从动件空回行程平均速度与工作行程平均速度的比值称为行程速比系数，用 K 表示：（2）当）当 0，k 1，机构有急回作用。，机构有急回作用。因此因此 （1）当）当 =0，k=1，机构无急回作用。，机构无急回作用。分目录分目录上一张上一张已知已知AB、BC、CD杆长，当杆长，当 k=1，试设计此铰链四杆机构，试设计此铰链四杆机构?4.铰链四杆机构的特性分析四杆机构的特性分析退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张压力角压力角:从动件从动件在点的受力在点的受力F F的方向与该点速度的方向与该点速度VcVc方向方向 所夹的所夹的锐角锐角，称机构在此位置的压力角，用，称机构在此位置的压力角，用 表示表示。力力F有效分力有效分力有害分力有害分力 压力角越小，推动机械运动的有效分力越大，故压力角越小越好。二二.压力角和传动角压力角和传动角ABCDF Fn 分目录分目录上一张上一张FtVc4.铰链四杆机构的特性分析四杆机构的特性分析退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张 传动角 越大，推动机械运动的有效分力越大，故 传动角越大越好。当当ABAB与与ADAD重叠共线且重叠共线且BCBC与与CDCD的夹角的夹角 90 90 90 时：时：minmin 180 180-为保证机构传动性能良好，通常要求：min 40大功率机械：min 50曲柄与机架两共线位置之一曲柄与机架两共线位置之一 最小传动角位置最小传动角位置 传动角：传动角：压力角的余角压力角的余角(锐角锐角)，用，用 表示。表示。分目录分目录上一张上一张4.铰链四杆机构的特性分析四杆机构的特性分析退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张死点位置死点位置：从动件的传动角从动件的传动角 等等 于零时机构所处的位置。于零时机构所处的位置。在死点位置：机构或是顶死，而不能运动；或是出现运动不确定。图图 3-42三三.死点位置死点位置分目录分目录上一张上一张4.铰链四杆机构的特性分析四杆机构的特性分析退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张 克服死点的措施：克服死点的措施：利用惯性利用惯性,如增加飞轮。如增加飞轮。采用几套相同的机构错位。采用几套相同的机构错位。分目录分目录上一张上一张4.铰链四杆机构的特性分析四杆机构的特性分析退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张死点位置的利用：死点位置的利用：分目录分目录上一张上一张4.铰链四杆机构的特性分析四杆机构的特性分析退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张飞飞机机起起落落架架机机构构死点位置的死点位置的应用用分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张单击单击死点位置的应用死点位置的应用死点位置的死点位置的应用用分目录分目录上一张上一张作业：作业：P 28 习题习题 2-8练习：习题练习：习题2-32-3、2 25 5退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张1.曲柄存在条件 铰链四杆机构基本类型的判断课堂小结4.死点位置3.传动角与压力角 定义、意义、最小传动角位置2.急回运动特性 极位夹角、行程速比系数退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张在图示铰链四杆机构中，已知各构件的长度在图示铰链四杆机构中，已知各构件的长度=25mm,=55mm,=40mm,=50mm,试：1.1.判断机构为何种类型；判断机构为何种类型；2.2.当当ABAB为原动件时，判断机构有无急回特性，若有，请作图表为原动件时，判断机构有无急回特性，若有，请作图表示机构的极位夹角示机构的极位夹角，求机构的行程速比系数，求机构的行程速比系数K K；3.3.用作图法求当用作图法求当ABAB为主动件时，机构的最小传动角为主动件时，机构的最小传动角minmin。练习练习1 1退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张 设计任务设计任务：根据给定的运动要求选定机构的型式根据给定的运动要求选定机构的型式,并确定并确定其各构件的尺寸参数。其各构件的尺寸参数。设计的基本问题设计的基本问题:分目录分目录上一张上一张5.平面四杆机构的平面四杆机构的设计 1 1）按照给定的运动规律设按照给定的运动规律设计四杆机构。计四杆机构。2 2）按照给定点的轨迹设计按照给定点的轨迹设计 四杆机构。四杆机构。设计方法：设计方法：作图法、解析法、实验法。作图法、解析法、实验法。退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张图解法：图解法：1.按给定的行程速比系数设计四杆机构按给定的行程速比系数设计四杆机构已知条件已知条件摇杆长度摇杆长度摆角摆角 和行程速比系数。和行程速比系数。设计关键设计关键找铰链中心找铰链中心 A 点的位置。点的位置。设计方法设计方法分目录分目录上一张上一张退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张图解法：图解法：上一张上一张分目录分目录B1 1.画出摇杆画出摇杆CD两极限两极限位置，且位置，且 C1DC2=N C2 C1 D A B2E 902.画辅助圆画辅助圆：3.根据机架长度或位根据机架长度或位置确定置确定A点：点：4.连接连接AC1、C2，C1AC2=：5.确定曲柄、连杆长度确定曲柄、连杆长度退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张上一张上一张分目录分目录已知：连杆的位置已知：连杆的位置B1C1、B2C2、B3C3设计关键：找圆心设计关键：找圆心A、D。设计步骤：设计步骤：2.按连杆预定的位置设计四杆机构1 1）作出已知的连杆位置）作出已知的连杆位置B B1 1C C1 1、B B2 2C C2 2、B B3 3C C3 32 2）分别连接）分别连接B B1 1B B2 2、B B2 2B B3 3、C C1 1C C2 2、C C2 2C C3 33 3）分别作）分别作B B1 1B B2 2、B B2 2B B3 3、C C1 1C C2 2、C C2 2C C3 3的垂直的垂直 平分线平分线nbnb1212、nbnb2323、nbnb1212、nbnb2323,取取 nbnb1212与与 nbnb2323的交点为的交点为A,nbA,nb1212与与nbnb2323的的 交点为交点为D D。4 4）连接）连接ABAB1 1、C C1 1D D，并求得各构件尺寸长度。，并求得各构件尺寸长度。退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张图解法思路：图解法思路：（4）利用其他辅助条件完成设计。（3）利用几何关系寻找问题的关键；（2）将运动条件转化为几何条件；（1）将已知的几何条件尽可能画出；退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张本章小结1 1、平面连杆机构的应用特点及四杆机构的基本类型；、平面连杆机构的应用特点及四杆机构的基本类型；2 2、四杆机构的演化：、四杆机构的演化：变运动副尺寸变运动副尺寸偏心轮；偏心轮；变构件长度变构件长度移动副；移动副；机架的位置机架的位置3 3、四杆机构的基本特性：、四杆机构的基本特性：曲柄存在条件：曲柄存在条件：铰链四杆机构的判别方法；急回特性：急回特性：极限位置、摆角、极位夹角、行程速比系数 传动角、压力角：传动角、压力角：分清原动件、从动件 死点位置死点位置4 4、四杆机构的设计、四杆机构的设计：按给定连杆位置设计；按行程速比系数设计。作业：作业：P 29 习题习题 2-12退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张练习练习2 2 图示一曲柄摇杆机构，已知机架长度图示一曲柄摇杆机构，已知机架长度lADAD=70mm=70mm，摇杆长，摇杆长度度lCDCD=55mm=55mm，摇杆左极限位置，摇杆左极限位置C C1 1D D与机架与机架ADAD之间的夹角为之间的夹角为4545，若行程速比系数，若行程速比系数K=1.5K=1.5，试用图解法确定：，试用图解法确定：1.1.摇杆的右极限位置摇杆的右极限位置CDCD2 2;2.2.曲柄长度曲柄长度lABAB和连杆长度和连杆长度lBC BC;3.3.最小传动角最小传动角 minmin.退退 出出下一张下一张分目录分目录上一张上一张已知一铰链四杆机构已知一铰链四杆机构ABCD，AD为机架，杆长为机架，杆长lAB=10 mm,lBC=50 mm,lCD=30 mm。1）若使该机构为曲柄摇杆机构，试求机架）若使该机构为曲柄摇杆机构，试求机架lAD的尺寸的尺寸范围。范围。2）若）若lAD=40 mm,试用作图法表示出当试用作图法表示出当AB为原动件为原动件时机构的极位夹角时机构的极位夹角、摇杆摆角、摇杆摆角及最小传动角及最小传动角min1。3）若）若CD为原动件，试分析机构的最小传动角为原动件，试分析机构的最小传动角min2为为多少，机构有无死点位置。多少，机构有无死点位置。练习练习3 3结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！57