2020第3章连杆设计和分析.ppt

3) 按给定的行程速比系数 K 设计四杆机构 (1) 曲柄摇杆机构。 已知： CD 杆长，摆角 φ 及 K ，设计此机构。 步骤如下： ①计算 θ ＝ 180 ° ( K － 1)/( K +1); ②任取一点 D ，作等腰三角形 腰长为 CD ，顶角为 φ ; ③作 C 2 P ⊥ C 1 C 2 ，作 C 1 P 使 ∠ C 2 C 1 P =90 °－ θ , 交于 P ; ④作 △ P C 1 C 2 的外接圆，则 A 点必在此圆上； ⑤选定 A ，设曲柄为 a ，连杆长为 a ，则 : A C 1 = a + b , A C 2 = b - a = a =( A C 1 － A C 2 )/ 2 ⑥以 A 为圆心， A C 2 为半径作弧交于 E , 得： a = EC 1 / 2 b = A C 1 － EC 1 / 2 C 2 E 作者：潘存云教授 C 1 90 ° - θ θ φ D A θ P (2) 曲柄滑块机构。 已知 K ，滑块行程 H ，偏距 e ，设计此机构 。 ①计算 : θ ＝ 180 ° ( K － 1)/( K ＋ 1) 。 ②作 C 1 C 2 ＝ H 。 ③作射线 C 1 O 使 ∠ C 2 C 1 O =90 °－ θ, 作射线 C 2 O 使 ∠ C 1 C 2 O =90 °－ θ 。 C 1 H A 90 ° - θ 90 ° - θ C 2 e 作者：潘存云教授 E 2 θ O ④以 O 为圆心、 C 1 O 为半径作圆。 ⑤作偏距线 e ，交圆弧于 A ，即为所求。 ⑥以 A 为圆心、 A C 1 为半径作弧交于 E , 得： l 1 = EC 2 / 2 l 2 = A C 2 － EC 2 / 2 (3) 导杆机构。 m A 作者：潘存云教授 n 已知：机架长度 d ， K ，设计此机构。 分析： 由于 θ 与导杆摆角 φ 相等，设计此 机构时，仅需要确定曲柄 a 。 ①计算 θ ＝ 180 ° ( K -1)/( K +1); ②任选 D 作 ∠ mDn ＝ φ ＝ θ ， 作角分线 ; ③取 A 点，使得 AD = d , 则 : a = d sin( φ /2) φ = θ D d A θ 作者：潘存云教授 φ = θ D 5. 多杆机构的应用 ① 可精确实现连架杆 5 个以上的对应位置； ② 可改变从动件的运动规律； ③ 可扩大机构从动件的行程； ④ 可实现机构从动件的间歇运动； ⑤ 可取得有利的传动角； ⑥ 可获得较大的机构利益。 6. 平面连杆机构的运动分析 1 ）机构运动分析的目的 研究内容：位置分析、速度分析和加速度分析。 ①确定机构的位置（位形），绘制机构位置图。 ②确定构件的运动空间，判断是否发生干涉。 ③确定构件 ( 活塞 ) 行程， 找出上下极限位置。 ④确定点的轨迹（连杆曲线）。 ⑤通过分析，了解从动件的速度变化规律是否满足 工作要求。 ⑥为加速度分析作准备。 ⑦加速度分析的目的是为确定惯性力作准备。 2) 方法 图解法。 解析法。 实验法。 7. 用矢量方程图解法作机构速度和加速度分析 1) 同一构件上两点速度和加速度之间的关系 ① 速度之间的关系。 v B ＝ v A + v BA 设已知大小： ? √ ? 方向： √ √ ⊥ BA 选速度比例尺 μ v （ m/s ） /mm ， 在任意点 p 作图使 v A ＝ μ v pa ， 按图解法得： v B ＝ μ v pb , 方向： p ? b 相对速度为： v BA ＝ μ v ab 同理有： v C ＝ v A ＋ v CA 大小： ? √ ? 方向： ? √ ⊥ CA 不可解！ C A a v B B 方向： a ? b p b 同理有： v C ＝ v B ＋ v CB 大小： ? √ ? 方向