[理学]课件3：平面连杆机构.ppt

第3章 平面连杆杆机构 平面连杆机构概述 这些机构的共同特点是其原动件的运动都要经过一个不直接与机架相连的中间构件才能传动从动件，这个不直接与机架相连的中间构件称为连杆，而把具有连杆的这些机构统称为连杆机构。 平面连杆机构概述 平面连杆机构概述 3.几何形状简单——便于加工制造和保证精度，成本低。 平面连杆机构概述 平面连杆机构概述 3. 在连杆机构的运动过程中，连杆及滑块的质心都在作变速运动，他们所产生的的惯性力难以平衡，高速时会引起较大的振动，因此常用于速度较低的场合。 平面连杆机构概述 四、设计、研究发展方向 1、从研究范围来说，已不再局限于单自由度四杆机构的研究，也已注意到对多杆、多自由度平面连杆机构的研究，并且已提出了一些有关这类机构的分析及综合的方法。 2、在设计要求上也已不再局限于运动学要求的范围内，而且注意到考虑机构的动力学特性。以提高连杆机构动力性能为目标的机构设计方法以获得应用。 平面连杆机构概述 3、从研究方法来说，优化方法和计算机辅助设计方法的应用已成为研究连杆机构的重要方法，并已相应的编制出大量的适用范围广、计算时间少、使用方便的通用软件。随着计算技术的提高和现代数学工具的日益完善，很多用一般常规方法不易解决甚至无法解决的复杂的平面连杆机构设计问题可能会逐步得到解决。因而平面连杆机构的应用一定会更为广泛。 平面连杆机构概述 六、分类: 根据构成连杆机构的各构件间的相对运动为平面运动还是空间运动，连杆机构可分为平面连杆机构和空间连杆机构两大类，在一般机械中采用的多数是平面连杆机构。 3.1 铰链四杆机构的类型及应用 一、铰链四杆机构的概念 所有运动副均为转动副的平面四杆机构，称为铰链四杆机构。 四、铰链四杆机构的特点 1、曲柄摇杆机构： 连架杆中一为曲柄，可做整周转动，另一为摇杆，只能在一定的范围内摆动。 四、铰链四杆机构的特点 四、铰链四杆机构的特点 反平行四边形机构：在双曲柄机构中，若两曲柄长度相等，连杆与机架长度也相等，但机架与连杆不平行，两曲柄作反向转动的机构称为反平行四边形机构。 四、铰链四杆机构的特点 双曲柄机构的应用：在旋转式水泵中，当主动曲柄及偏心轮匀速旋转时， 四、铰链四杆机构的特点 四、铰链四杆机构的特点 平行双曲柄机构在两个曲柄与机架共线时，可能由于某些偶然因素而反转，称为运动不确定现象，机车车轮采用三个曲柄的目的就是为了防止其反转。 四、铰链四杆机构的特点 克服运动不确定的办法： ① 惯性通过法（加飞轮在从动轴上）； ② 加辅助连杆； ③ 加辅助曲柄。 四、铰链四杆机构的特点 3、双摇杆机构 两个连架杆都只能在小于3600的范围内摆动的铰链四杆机构。 3.2 滑块四杆机构 滑块四杆机构，即：含有移动副的四杆机构，它们都可以认为是由铰链四杆机构演化而来的。 3.2 滑块四杆机构 1、曲柄滑块机构 演变过程：由曲柄摇杆机构演变而来。 3.2 滑块四杆机构 类型：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（e=0）和偏置曲柄滑块机构(e≠0)。 3.2 滑块四杆机构 2.回转导杆机构和摆动导杆机构 3.2 滑块四杆机构 5、偏心轮机构 当要求传递较大的力，滑块行程又较小，不易加工和安装时把曲柄做成圆盘。 3.2 滑块四杆机构 6、含有多个移动副的四杆机构 如以两个移动副代替铰链四杆机构中的两个转动副，便可得到多种不同形式的四杆机构。 3.2 滑块四杆机构 应用： 正弦机构 3.2 滑块四杆机构 3.2 滑块四杆机构 3.3平面四杆机构的几个工作特性 铰链四杆机构三种基本型式的区别在于：连架杆是否为曲柄和有几个曲柄？搞清楚了这个问题，就能正确判断铰链四杆机构的类型了。 曲柄存在的条件 由以上三式可知：曲柄ＡＢ必为最短杆， 且ＢＣ、ＣＤ、ＡＤ杆中必有一个最长杆，再结合“取不同构件为机架”的四杆机构演化原理可推出曲柄存在的条件： 曲柄存在的条件 由此可得铰链四杆机构类型的判断方法： １、当最长杆与最短杆之和大于或等于其它杆之和时（即不满足杆长之和条件），则不论取何杆为机架时均无曲柄存在，只能得到双摇杆机构； ２、当最长杆与最短杆之和小于或等于其它杆之和（即满足杆长之和条件）时，有三种情况： 曲柄存在的条件 ① 若以最短杆为机架，得到双曲柄机构； ② 若以最短杆相邻杆为机架得到曲柄摇杆机构； ③ 若以最短杆对面的杆为机架时得到双摇杆机构。 例2：如图所示的四杆机构各构件长度为a＝240mm