3矿山机电设备 平面连杆机构.ppt

第二章 平面连杆机构 平面连杆机构特点 ①能够实现多种运动形式的转换和得到各种复杂的运动轨迹。 ②连杆机构是低副机构，各构件之间的相对运动部分均为面接触，故单位面积上的压力较小。所以摩擦磨损较小，构件的使用寿命较长。适于传递较大的动力。 ③各构件之间的接触面为圆柱面或平面，几何形状简单，便于加工制造，能得到较高精度。 ④构件间的相互接触是依靠运动副元素的几何形状来保证的，不像凸轮机构那样，有时需外加的弹簧力来保证从动件与凸轮的接触。因此运动构件接触简单可靠。 ⑤当构件数目比较多或制造精度较低时,机构的运动累积误差较大，会影响运动准确性。 ⑥连杆机构中，由于有的构件的运动速度在变化，产生惯性动负荷，因此常会引起冲击或振动。当机构运动速度较高时,这种冲击或振动更为严重。（惯性力不易平衡） 平面连杆机构的类型 平面连杆机构中固定的构件称为机架，直接与机架相联接的构件称为连架杆，在连架杆中能绕固定轴线作整周回转的称为曲柄，只能在某一角度内摆动的称为摇杆，联接连架杆的构件称为连杆（它作平面运动）。 二杆机构 平面连杆机构中最简单的型式是二杆机构。工业上常用的电动机、砂轮机、水泵等都是二杆机构的应用实例。 平面低副联接的三个构件不能组成机构，而只能联成一个构件。 平面四杆机构 根据两个连架杆能否成为曲柄，铰链四杆机构可分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 平面四杆机构 曲柄摇杆机构特点是：既能将曲柄的整周转动变换为摇杆的往复摆动，又能将摇杆的往复摆动变换为曲柄的连续回转运动。 例如：搅拌机、缝纫机等。 双曲柄机构的特点是：能将等角速度转动转变为周期性的变角速度转动。 例如：惯性筛、挖掘机（平行四边形机构）、车门启闭机构（反平行四边形机构）等。 双摇杆机构的特点是：两个连架杆均为摇杆 。 例如：起重机、电风扇摇头机构等。 含有一个移动副的平面四杆机构 1.曲柄滑块机构：铰链四杆机构中，扩大转动副，使转动副变成移动副。 根据滑块往复移动的导路中心线是否通过曲柄转动中心，曲柄滑块机构可分为对心曲柄滑块机构和偏置曲柄滑块机构。 特点：可以实现转动和往复移动的变换。 应用：活塞式内燃机、空气压缩机、冲床等机械等。 含有一个移动副的平面四杆机构 2.曲柄导杆机构:取曲柄滑块机构的不同构件为机架而获得的。取构件2为机架，构件3为主动件，若l3＞l2 ，导杆1作整周运动，称为转动导杆机构；若l3＜l2 ，导杆1作往复摆动，称为摆动导杆机构。 含有一个移动副的平面四杆机构 3.曲柄摇块机构：取曲柄滑块机构中的连杆3为机架而得到的。当曲柄2为原动件绕点转动时，滑块4绕机架3上的铰链中心摆动，故称该机构为曲柄摇块机构或称为摆动滑块机构。 含有一个移动副的平面四杆机构 4.移动导杆机构：取曲柄滑块机构中的滑块4为机架而得到的。当曲柄2转动时，导杆1可在固定滑块4中往复移动，故该机构称为移动导杆机构（或定块机构）。 平面四杆机构 平面四杆机构可以进行多种运动变换和实现复杂运动轨迹，如内燃机中的曲柄滑块机构， 如图（b）所示雷达仰角调节机构。如图（c）所示的多杆机构（六杆机构〕，可以看成由两个四杆机构串接而成。因此，四杆机构是平面连杆机构中最基本形式，它是多杆机构的基础。 平面四杆机构运动的急回特性 图所示为一曲柄摇杆机构，设曲柄AB为原动件,摇杆CD为从动件。曲柄在回转一周的过程中与连杆BC有两次共线，这时揺杆CD分别位于极限位置C1D和C2D。 平面四杆机构运动的急回特性 曲柄摇杆机构所处的这两个位置，称为极限位置（简称极位)。摇杆在两极限位置间的夹角φ称为摇杆的摆角。从动件的两个极限位置所对应的主动件的两个位置所夹角的锐角θ，称为极限位置夹角。 平面四杆机构运动的急回特性 平面四杆机构运动的急回特性 行程速比系数 K —从动件（摇杆)行程速比系数； 当θ = 0°时无急回特性；当θ≠0°时有急回特性，而且θ角越大，K值越大，急回特性越明显。 设计机械时，应根据工作要求恰当地选择K值。θ角常作为设计四杆机构时的给定运动条件。 偏置曲柄滑块机构的急回特性 如图(a)所示的对心曲柄滑块机构，极位夹角θ = 0°，故K=1，说明该机构无急回特性。图(b)所示的偏置曲柄滑块的机构，其极位夹角θ≠0°，所以K≠1，说明该机构有急回特性。 导杆机构的急回特性 在图所示的摆动导杆机构中，当曲柄AC两次转到与导杆垂直时，导杆就摆到两个极限位置C1D和C2D，由图可知θ=φ≠0，所以它有急回特性。 急回特性的应用 四杆机构的这种急回特性，在机器中可以用来节省空回行程的时间，以节省动力和提高劳动生产率。对于一些要求具有急回运动性质的机械，如牛头刨床、往复式运输机等，常根据所需要的K值，先算出极位夹角，再确定各杆的尺寸。 压力角 传动角 在