机械原理(第七版)优秀课件—第八章-平面连杆机构及其设计.pptVIP

第八章 平面连杆机构及其设计 8.1 平面连杆机构简介 1.什么叫连杆机构 原动件的运动都要经过一个不与机架直接相连的中间构件才能传递到从动件的低副机构 2、平面连杆机构的特点 2、双曲柄机构----两连架杆均为曲柄 平行四边形机构---对边杆长相等且平行 反平行四边形机构----对边杆长相等但不平行 3、双摇杆机构----两连架杆均为摇杆 8.2.2 铰链四杆机构的演化 1.变换机架 2）导杆机构 4）双滑块机构（含两个移动副的四杆机构） 椭圆仪 十字滑块联轴器（用来联接中心线不重合的两根轴） 3.改变运动副尺寸----偏心轮机构 判断思路： 8.3.2 四杆机构的急回特性及行程速比系数 8.3.3 四杆机构的传动角和死点位置 Cos∠BCD=A+Bcosφ，当φ=0°或180 °时，cosφ=±1， ∠BCD分别出现min 和max, 当∠BCD为锐角时，∠BCD 就是γmin， 当∠BCD为钝角时，γmin = 180 °- ∠BCD。 ∴ γmin 出现在曲柄与机架共线的位置。　 8.3.4 铰链四杆机构运动的连续性 8.4 平面连杆机构设计8.4.1 连杆机构设计的基本问题 1）按照连杆的二个位置设计四杆机构 2）按照连杆的三个对应位置设计铰链四杆机构 例 ∠A1P12A2= ∠B1P12B2=φ12= -φ21 ∠A1P12A0= ∠B1P12B0=φ12/2 由极点P12看互为对面杆的两个连架杆A1A0和B1B0时，视角均同向且等于连杆平面转角的一半，即： φ12/2，这一等角关系成为等视角关系，或等半角关系。 ∠A1P12A0+ ∠A0P12B1= ∠A1P12B1 ∠A0P12B1+ ∠B1P12B0= ∠A0P12B0 ∵ ∠A1P12A0= ∠B1P12B0=φ12/2 ∴ ∠A1P12B1 = ∠A0P12B0 ∴极点P12对四杆机构的两组对面杆的视角各自同向并相等，这种关系统称为等视角定理。 按照连架杆的三组对应位置设计四杆机构 3、按行程速比系数设计四杆机构 ①曲柄摇杆机构 已知：摇杆CD、摆角ψ、急回特性系数K。设计曲柄摇杆机构。 例： ②曲柄滑块机构 ③导杆机构 8.4.3用解析法设计四杆机构 实质是建立机构尺度参数与运动参数的关系式。 1.按预定的运动规律设计四杆机构 ①按预定的两连架杆对应位置设计 已知：φi=f(αi) (a) 机构两连架杆转角之间的关系取决于构件的相对长度和转角度量的初始值 取杆长相对尺寸：a/a=1, b/a=l, c/a=m, d/a=n, 则： 两连架杆转角之间的运动关系可表达为： φ=F(l, m, n, α0, φ0, αi) (b) 只能是以(b)式近似的去逼近 (a)式 Cos(αi+α0)= mCos(φi+φ0 )-（m/n) Cos(φi+φ0 - αi-α0)+(m2+n2+1- l2)/(2n) 令：P0=m，P1=-m/n，P2=(m2+n2+1- l2)/(2n) 则上式为： Cos(αi+α0)=P0 Cos(φi+φ0 )+P1 Cos(φi+φ0 - αi-α0)+P2 ②按期望函数设计 期望函数y=f(x) 逼近函数y=F(x) 在差值结点上f(x) - F(x)=0 差值结点的分布可如下选取： 例：设计一铰链四杆机构，以近似实现给定函数y=1/x，自变量x的变化区间为1≤x≤2。两连架杆的总转角要求为αm=90°和φm=-90 °（正值表示逆时针转向，负值表示顺时针转向，若自选αm和φm则不应超过120 °） 解：自变量x的边界值为x0=1和xm=2,对应的转角αm=90°，相应的因变量y的边界值为y0=1和ym=0.5,对应的转角φm=-90 °。 2.选取插值点 利用比例系数μα和μφ求出插值结点处的连架杆角位移： 4.将各值代入方程并求解： Cos(αi+α0)= P0 Cos(φi+φ0 )+ P1 Cos(φi+φ0 - αi-α0)+ P2 Cos(6 °+ 39 °)= P0 Cos(-11.3 ° + 101.3 °)+ P1 Cos(-11.3 °+ 101.3 °- 6 °- 39 °)+ P2 Cos(45°+ 39 °)= P0 Cos(-60 °+ 101.3 °)+ P1 Cos(-60 °+ 101.3 ° - 45°- 39 °)+ P2 Cos(84 °+ 39 °)= P0 Cos(-86.9 ° + 101.3 °)+ P1 Cos(-86.9 ° + 101.3 °-84 °- 39 °)+ P2 2.按预定的连杆位置设计四杆机构 3.按预定的运动轨迹设计四杆机构 8.4.4用实验法设计