曲柄摇杆机构取构件CD为机架课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,目的及内容,1.,了解平面连杆机构的类型及应用,2.,了解平面连杆机构的演化,3.,了解曲柄,(Crank),存在的条件、传动角,(Transmission Angle),、死点,(,Dead point,),、急回运动,(Quick Return),、行程速比系数,(Radio Of Advance To Return Time),等有明确的概念,4.,了解平面四杆机构综合的基本命题，掌握按简单运动条件综合平面四杆机构的一些基本方法,(,能按行程速比系数、连杆三位置，连架杆三位置设计四杆机构,),重点：,1.,平面铰链四杆机构,(Four-bar linkage),基本形式及其演化,2.,曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数,、运动连续性,3.,平面四杆机构综合的一些方法,(,能按行程速比系数、连杆,(coupler link),三位置，连架杆三位置设计四杆机构,),难点,：,1,、有关曲柄存在的条件的杆长关系式的全面分析,2,、给定固定铰链中心综合平面四杆机构,目的及内容,若干个构件全用低副联接而成的机构，称之为低副机构。,一、连杆机构,二、连杆机构的分类,1,、根据构件之间的相对运动分为：,平面连杆机构，空间连杆机构。,2,、根据机构中构件数目分为：,四杆机构、五杆机构、六杆机构等。,若干个构件全用低副联接而成的机构，称之为低副,1,、可传递较远距离的动作,2,、运动副均为低副，承载大，耐磨损，常用于重型机械。,3,、连杆上各不同点的轨迹是各种不同形状的曲线（连杆曲线），,工程上常用来作为直接完成某种轨迹要求的执行机构。,缺点：,1,、运动链长，,运动,累积误差大，效率较低。,2,、不宜用于,传递,高速,运动。,优点：,8-1,连杆机构及其传动特点,1、可传递较远距离的动作2、运动副均为低副，承载大，耐磨损，,摇杆,连架杆,曲柄,连杆,机架,连架杆,1.,平面四杆机构的基本形式,8-2,平面四杆机构的类型和应用,摇杆连架杆曲柄连杆机架连架杆1.平面四杆机构的基本形式8-,1.1,曲柄摇杆机构,(crank-rocker mechanism),在铰链四杆机构中，若两个连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆，则此四杆机构称为曲柄摇杆机构。,1.1 曲柄摇杆机构(crank-rocker mechan,1.2,双曲柄机构,(double crank mechanism),在铰链四杆机构中，若两个连架杆都是曲柄，则称为双曲柄机构。,4,2,1,D,C,B,A,3,C,1,B,1,1.2 双曲柄机构(double crank mechan,1.3,双摇杆机构,(double rocker mechanism),在铰链四杆机构中，若两连架杆都是摇杆，则称为双摇杆机构。,1.3双摇杆机构(double rocker mechani,2.,平面四杆机构的演化型式,2.1,改变构件的形状和运动尺寸,3,2,1,D,C,B,A,3,2,1,D,C,B,A,2.平面四杆机构的演化型式 321DCBA321DCB,A,B,C,e,3,2,1,偏置曲柄滑块机构,A BCe321偏置曲柄滑块机构,B,A,C,3,2,1,对心曲柄滑块机构,BAC321 对心曲柄滑块机构,正弦机构,B,A,C,2,1,3,A,3,s,B,C,2,1,B,A,C,3,2,1,正弦机构BAC213A3sBC21BAC321,2.2,改变运动副的尺寸,在曲柄滑块机构中，若把曲柄端点的转动副半径扩大，使它超过曲柄的长度，曲柄就演化成一个偏心轮，其偏心距为曲柄的长度。同样，曲柄滑块机构中曲柄端点的转动副半经扩大，使它超过曲柄的长度，曲柄就演化成了一个偏心轮。,2.2 改变运动副的尺寸,2.3,选用不同的构件为机架,（机构倒置）,周转副,周转副,摆转副,摆转副,2.3 选用不同的构件为机架（机构倒置）周转副周转,低副运动的可逆性：,对于低副，它所联接的两个构件之间的相对运动关系，不因其中哪个构件是机架而改变。,低副运动的可逆性：对于低副，它所联接的两个构件之间的相对运动,曲柄摇杆机构,取构件,CD,为机架,双摇杆机构,取构件,AB,为机架,双曲柄机构,取构件,BC,为机架,曲柄摇杆机构,曲柄摇杆机构取构件CD为机架取构件AB为机架取构件BC为机架,取构件,1,为机架,回转导杆机构,取构件,2,为机架,曲柄摇块机构,摆动导杆机构,取构件,3,为机架,直动滑杆机构,取构件1为机架回转导杆机构取构件2为机架曲柄摇块机构,8-3,有关平面四杆机构的一些基本知识,1,、平面四杆机构有曲柄的条件,转动副成为周转副的条件,设铰链,A,所连接的构件,1,和构件,4,的杆长关系,ad,BCD,BCD,或,得,:,8-3 有关平面四杆机构的一些基本知识设铰链A所连接的构件,周转副存在条件：,四杆长度满足,杆长条件,：最短杆与最长杆长度之和,小于或等于,其他两杆之和。,构成周转副的构件中必有一个是,最短杆,。,满足杆长条件时，最短杆两端分别是两个周转副。,此时，若以最短杆或其相邻杆作机架，机构都存,在曲柄。,不满足杆长条件则没有周转副，获得双摇杆机构。,周转副存在条件：四杆长度满足杆长条件：最短杆与最长杆长度之和,铰链四杆机构类型的判断条件：,2,）,若不满足杆长和条件,，该机构只能是双摇杆机构。,1,）在满足杆长和的条件下：,（,1,）以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为摇杆，即该机构为,曲柄摇杆机构,；,（,2,）以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为,双曲柄机构,；,（,3,）以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存在，即该机构为,双摇杆机构,。,注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：,最长杆的杆长,2,:t,1,t,2,v,1,2,第八章 平面连杆机构及其设计,行程速比系数,极位夹角越大，,K,值越大，急回运动的性质越显著。,判断机构是否有急回运动，看机构中是否存在极位夹角。,C1,C2,D,A,B1,B2,B,第八章 平面连杆机构及其设计行程速比系数极位夹角越大，K值,连杆机构输出构件具有急回特性的条件,1,）原动件等角速整周转动；,2,）输出构件具有正、反行程的往复运动；,3,）极位夹角,0,。,连杆机构输出构件具有急回特性的条件1）原动件等角速整周转动；,存在急回运动,不存在急回运动,B,A,C,B,1,B,2,C,2,C,1,C,2,B,B,1,A,C,1,B,2,C,存在急回运动不存在急回运动BACB1 B2 C2 C1 C2,A,B,1,D,C,B,2,=,导杆机构,存在急回运动,AB1 DCB2 =导杆机构存在急回运动,3,、铰链四杆机构的传动角与死点,（,1,）压力角与传动角,压力角,传动角,传动角越大，对机构的传动越有利，效率越高。,A,B,C,D,F,v,c,F,1,F,2,机构压力角:,在不计摩擦力、惯性力和重力的条件下，机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受力点的速度方向间所夹的锐角，称为机构压力角，通常用,表示。,传动角：,压力角的余角。,3、铰链四杆机构的传动角与死点压力角传动角传动角越大，对机构,=0,min,=arccosb,2,+c,2,-(d-a),2,/2bc,最小传动角的确定,B,C,min,F2,A,B,C,D,F,v,c,F1,a,b,c,d,F,Vc,=,或,=,180,-,B,C,max,=180,max,=arccosb,2,+c,2,-(d+a),2,/2bc,min,=,min,180,-,max,min,2,）当原动件,AB,与机架拉直共线时，,BCD,最小。,1,）当原动件,AB,与机架重叠共线时，,BCD,最小。,=0,min=arccosb2+c2,F,A,B,C,1,2,3,v,B3,F,v,B3,A,B,C,1,2,3,=0,=90,v,B3,F,A,B,C,2,3,1,FABC123vB3FvB3ABC123=0 vB,（,2,）死点,在不计构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦阻力的条件下，,当连杆机构从动件上的传动角,=0,（,或,=90,）时，驱动力与从动件受力点的运动方向垂直，其有效分力等于零，,无论给机构主动件的驱动力或驱动力矩有多大，均不能使机构运动，,这时的机构位置称为死点位置。,当摇杆为原动件时，曲柄是从动件，当摇杆位于它的两个极限位置时，曲柄和连杆共线，其传动角为零，机构处于死点位置。,D,A,B,C,F,v,B,F,D,A,C,v,（2）死点 当摇杆为原动件时，曲柄是从动件，当摇杆位于它的,当曲柄为原动件时，不存在死点位置。,当摇杆或滑块为原动件时，存在两个死点位置。,当曲柄为原动件时，不存在死点位置。当摇杆或滑块为原动件时，存,曲柄摇杆机构取构件CD为机架课件,8-4,平面连杆机构的设计,1,、连杆设计的基本问题,（,1,）满足预定的运动规律要求,1,）实现连杆占有若干指定的位置；,2,）实现主动连架杆转角与从动连架杆转角之间指定的对应关系；,（颚式碎矿机、惯性筛）,3,）使具有急回作用的从动件实现指定的行程速比系数。,（,2,）满足预定的轨迹要求,1,）实验法,3,）解析法,2,）图解法,2,、设计方法,8-4 平面连杆机构的设计1）实验法3）解析法2）图解法2,（,1,）按连杆预定的位置设计四杆机构,B,1,B,2,B,3,C,2,C,3,C,1,A,D,c,23,c,12,b,23,b,12,步骤一,选定比例尺，按给定的连杆位置和长度画出连杆三个位置,B,1,C,1,和,B,2,C,2,、,B,3,C,3,步骤二,分别连接,B,1,和,B,2,，,B,2,和,B,3,，,C,1,和,C,2,，,C,2,和,C,3,，并作,B,1,B,2,、,B,2,B,3,和,C,1,C,2,、,C,2,C,3,的垂直平分线,b,12,、,和,c,12,、,c,23,；,步骤三,b,12,、,b,23,的交点作为铰链,A,的位置，在,c,12,、,c,23,的交点作为铰链,D,的位置，,AB,1,C,1,D,即为所求的曲柄摇杆机构的运动简图。,（1）按连杆预定的位置设计四杆机构B1B2B3C2C3C1A,1,、刚化反转法,如果把机构的第,i,个位置,AB,i,C,i,D,看成一刚体,(,即刚化,),，并绕点,D,转过,(-,1,i,),角度,(,即反转,),，使输出连架杆,C,i,D,与,C,1,D,重合，称之为“刚化反转法”。,D,A,C,i,B,1,B,i,C,1,1i,1,1,1i,B,i,A,1i,（,2,）按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构,1、刚化反转法 如果把机构的第i个位置ABiCiD看,B,1,D,B,2,B,3,E,1,E,3,A,A,D,B,3,E,3,A,3,D,B,3,E,3,，,C,1,按两连架杆三个对应位置设计四杆机构,E,2,1,1,2,3,2,3,B,1,D,E,1,A,B,2,E,2,A,2,B1DB2B3E1E3AADB3E3A3DB3E3，C1,已知：,l,CD,，,，,K,1,求：,A,的位置，并定出,l,AB,，,l,AD,，,l,BC,（,3,）,按给定的行程速比系数设计四杆机构,C,1,D,B,1,C,2,B,2,A,O,90,-,90,-,已知：lCD，K1求：A的位置，并定出lAB，lAD,AB=(AC,2,-AC,1,)/2,BC=(AC,1,+AC,2,)/2,AC,1,=BC-AB,AC,2,=BC+AB,C,1,D,B,1,C,2,B,2,A,O,90,-,90,-,（,1,）曲柄摇杆机构,确定比例尺,l,AB=(AC2-AC1)/2AC1=BC-ABC1DB1C2,（,2,）曲柄滑块机构,已知：,C,1,、,C,2,位 置（行程,H,），,K,（,3,）导杆机构,已知：,B1,C2,A,C1,B,B2,C,o,90,0,-,e,90,0,-,A,B1,D,C,B2,=,（2）曲柄滑块机构已知：C1、C2位