第八篇 平面连杆机构及其设计-2.ppt

第八章　平面连杆机构及其设计 第八章　平面连杆机构及其设计 所有构件不全在相互平行的平面内运动的连杆机构。 1） 用于受力较大的挖掘机，破碎机。 2）用于实现各种不同的运动规律要求。 3）可以实现给定轨迹要求的 平面连杆机构中结构最简单、应用最广的是四杆机构，其他多杆机构都是在它的基础上扩充而成的 本章重点讨论四杆机构及其设计。 (1) 曲柄摇杆机构 铰链四杆机构的两连架杆中一个能作整周转动，另一个只能作往复摆动的机构。 (2) 双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄机构。 主动曲柄等速转动，从动曲柄一般为变速转动 在双曲柄机构中有一种特殊机构，连杆与机架的长度相等、两个曲柄长度相等且转向相同的双曲柄机构，称为平行四边形机构。如图所示。 平行四边形机构有以下两个运动特点: （1）两曲柄转速相等 如图所示的机车车轮联动机构。 （2）连杆始终与机架平行 如图所示的摄影车升降机构。 反平行四边形机构有以下两个运动特点: 对于两个曲柄转向相反的情况，即连杆与机架的长度相等而不平行,两个曲柄长度相等所组成的双曲柄机构称为反平行四边形机构。 反平行四边形机构不具备平行四边形机构前述两个运动特征。 车门启闭机构就是反平行四边形机构的应用实例，如图所示。 (3)双摇杆机构 铰链四杆机构中的两连架杆均不能作整周转动的机构。 (3)双摇杆机构 如左图所示鹤式起重机的双摇杆机构ABCD，它可使悬挂重物作近似水平直线移动，避免不必要的升降而消耗能量。 在双摇杆机构中，若两摇杆的长度相等称等腰梯形机构，如右图中的汽车前轮转向机构。 1、改变构件的形状和运动尺寸 2、改变运动副尺寸 3、选用不同构件为机架 4、运动副元素的逆换 1、改变构件的形状和运动尺寸 2、改变运动副的尺寸 曲柄滑块机构中，设想将转动副B的半径加大。当其半径大于曲柄长时，曲柄变成偏心轮 演化方法是将转动副半径（也即转动副中轴销半径）加大，故也称为轴销扩大法 当曲柄的实际尺寸很短并传递较大的动力时，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，常称此机构为偏心轮机构。 3、选用不同的构件为机架 转动导杆机构 §8-3 平面四杆机构的基本知识 1、铰链四杆机构有曲柄的条件 2、铰链四杆机构的急回运动和行程速度变化系数 3、铰链四杆机构的传动角和死点 4、铰链四杆机构的运动连续性 　　传动角? 出现极值的位置及计算 死点位置在机构中的作用 对于传动机构在死点位置时，驱动从动件的有效回转力矩为零，可见机构出现死点对于传动是很不利的。 在实际设计中，应该采取措施使其能顺利地通过死点位置。 采用机构死点位置错位排列的办法——蒸汽机车车轮联动机构 以滑块为原动件的曲柄滑块机构。若停车时机构处于死点位置（如图），则车是无法再启动的。 使左右车轮两组曲柄滑块机构中，曲柄AB与A’B’位置错开900 ，使各个机构的死点位置不在同一个位置出现 机构中死点位置并非总是起消极作用。在工程实际中，也常利用死点位置来实现一定工作要求。 例如飞机的起落架机构，飞机着陆时机构处于死点位置，从而便于承受着陆冲击。 又如钻床夹具就是利用死点位置夹紧工件的，此时无论工件反力多大，都能保证钻削时工件不松脱。 　4、铰链四杆机构的运动连续性 §8-4 平面四杆机构的设计 基本设计问题 一、实现连杆给定位置（刚体导引机构的设计） 1.已知活动铰链中心的位置设计四杆机构 2.已知固定铰链中心的位置设计四杆机构 二、实现预定运动规律（函数生成机构的设计） 例如：连架杆的对应位置 从动件的急回运动特性 三、实现预定运动轨迹（轨迹生成机构的设计） 方法：解析法、作图法、实验法 Transitional Page 1、铰链四杆机构有曲柄的条件 ◆分析： 构件AB要为曲柄，则转动副A应为周转副； 为此AB杆应能占据整周中的任何位置； 因此AB杆应能占据与AD共线的位置AB及AB。 由△DB C 由△ DBC 两两相加 ◆结论： 转动副A成为周转副的条件： 1)最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和 ——杆长条件 2)组成该周转副的两杆中必有一杆是最短杆。 ◆推论 当机构尺寸满足杆长条件时，最短杆两端的转动副均为周转副； 1、铰链四杆机构有曲柄的条件 以最短杆为连杆，则得双摇杆机构 以最短杆为机架，则得双曲柄机构 以最短杆为连架杆，则得曲柄摇杆机构