平面四杆机构类型和应用.ppt

带入移项得： mcosθ2 i= l+ncos(θ3i+φ0 )－cos(θ1i+α0 ) 消去θ2i整理得： cos(θ1i+α0)＝ncos(θ3i+φ0 )-(n/l) cos(θ3i+φ0--θ1i -α0 ) +(l2+n2+1-m2)/(2l) 令 p0=n, p1= -n/l, p2=(l2+n2+1-m2)/(2l) 则上式简化为： coc(θ1i+α0 )＝P0cos(θ3i+φ0 ) ＋ p1 cos(θ3i+φ0 -θ1i -α0 )+ p2 式中包含有p0，p1，p2，α0，φ0五个待定参数,故四杆机构最多可按两连架杆的五组对应未知精确求解。 当i5时，一般不能求得精确解，只能用最小二乘法近似求解。 当i5时，可预定部分参数，有无穷多组解。 msinθ2 i= nsin(θ3i+φ0 )－sin(θ1i+α0 ) 举例：设计一四杆机构满足连架杆三组对应位置： θ11 θ31 θ12 θ32 θ13 θ33 45° 50° 90° 80° 135° 110° B3 C3 B2 C2 θ11 θ31 θ12 θ32 θ13 θ33 设预选参数α0、φ0＝0， 带入方程得： cos90°= P0cos80°+P1cos(80°-90°)+ P2 cos135°= P0cos110°+P1cos(110°-135°)+ P2 解得相对长度: P0 =1.533, P1=-1.0628, P2=0.7805 各杆相对长度为： n= P0 =1.553, l=-n/ P1 =1.442, m =(l2+n2+1-2lP2 )1/2 =1.783 选定构件a的长度之后，可求得其余杆的绝对长度。 cos45°= P0cos50°+P1cos(50°-45°)+P2 B1 C1 A D 3.用作图法设计四杆机构 3.1按预定连杆位置设计四杆机构 a)给定连杆两组位置 有唯一解。 c )给定连杆四组位置 B1 C1 B2 C2 A D 将铰链A、D分别选在B1B2，C1C2连线的垂直平分线上任意位置都能满足设计要求。 b)给定连杆上铰链BC的三组位置 有唯一解，但设计复杂，不讨论。 有无穷多组解。 A’ D’ B1 C1 B2 C2 B3 C3 A D 已知固定铰链A、D和连架杆位置，确定活动铰链B、C的位置。 3.2按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构 A D 机构的转化原理 B C φ2 α2 B2 E2 α1 φ1 B1 E1 3.2按两连架杆三组对应位置设计四杆机构 已知:机架长度d和两连架杆三组对应位置。 A d D 1.任意选定构件AB的长度 B3 α3 φ3 E3 B’2 2.连接B2 E2、DB2的得△B2 E2D ， 3. 绕D 将△B2 E2D旋转φ1 -φ2得B’2点； α3 α2 α1 φ3 φ2 φ1 A B3 B2 B1 E3 E2 E1 d D B’2 B’3 3.2 按两连架杆三组对应位置设计四杆机构 已知:机架长度d和两连架杆三组对应位置。 1.任意选定构件AB的长度 2.连接B2 E2、DB2的得△B2 E2D ， 4.连接B3 E3、DB3的得△B3 E3D ， 5.绕D将△B3E3D旋转φ1 -φ3得B’3点； 3. 绕D 将△B2 E2D旋转φ1 -φ2得B’2点； * 平面四杆机构的类型和应用 连杆机构及其传动特点 平面四杆机构的基本知识 平面四杆机构的设计 4.1 4.2 4.3 4.4 §4－1 连杆机构及其传动特点 应用实例： 内燃机、鹤式吊、火车轮、急回冲床、牛头刨床、翻箱机、椭圆仪、机械手爪、开窗、车门、折叠伞、床、牙膏筒拔管机、单车等 特征：有一作平面运动的构件，称为连杆。 特点： ①采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损 形状简单、易加工。 ④改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。 ②连杆曲线丰富。可满足不同要求。 ③构件呈“杆”状、传递路线长。 缺点： ①构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。 ②产生动载荷（惯性力），不适合高速。 ③难以实现精确的轨迹。 分类: 平面连杆机构 空间连杆机构 常以构件数命名： 四杆机构、多杆机构。 本章重点内容是介绍四杆机构。 §4－2 平面四杆机构的类型和应用 1.平面四杆机构的基本型式 基本型式－铰链四杆机构，其它四杆机构都是由它演变得到的 名词解释： 曲柄—作整周定轴回转的构件； 三种基本型式： （1）曲柄摇杆机构 特征：曲柄＋摇杆 作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。如雷达天线。 连杆—作平面运动的构件； 连架杆—与机架相联的构件； 摇杆—作定轴摆动的构