《机械设计手册》之连杆1

第八章平面连杆机构§7-1连杆机构及其特点§7-2平面四杆机构的类型和应用§7-3平面四杆机构的基本知识§7-4平面四杆机构的设计§8-1连杆机构及其传动特点平面连杆机构→构件用低副联接而成的机构7641235结束§8-1连杆机构及其传动特点平面连杆机构→构件用低副联接而成的机构7641235共同特征：原动件的运动都是通过一个不直接与机架相连的中间构件（BC)传递到从动件上。BC—连杆→连杆机构→低副机构杆：运动单元体（杆块）四杆机构、六杆机构、多杆机构结束平面连杆机构特点：1.低副→压强小、易润滑、磨损小、结构简单、易加工；2.改变相对杆长→运动规律变化3.几何封闭4.连杆曲线→工作要求5.可以实现增力扩大行程锁紧等。6.效率低7.高速机械中，不易平衡8.设计复杂，难以精确实现较杂的运动规律§8-1连杆机构及其传动特点结束§8-2平面四杆机构的类型和应用BDCA一、基本形式机架—AD；连架杆—AB、CD曲柄—能整周回转的连架杆摇杆—只能摆动的连架杆结束§8-2平面四杆机构的类型和应用1.曲柄摇杆机构一、基本形式结束§8-2平面四杆机构的类型和应用2.双曲柄机构一、基本形式结束§8-2平面四杆机构的类型和应用2.双曲柄机构一、基本形式特点：正模式下连杆BC作平运动，两曲柄同步运动；负模下，连杆作一般运动，曲柄反向运转。两对边分别相等时——平行四边形机构ABCD正模式ABD负模式CABCDE特点：通过作变速运动的曲柄CD，使往复运动的滑块获得加大的加速度。结束§8-2平面四杆机构的类型和应用3.双摇杆机构一、基本形式结束§8-2平面四杆机构的类型和应用3.双摇杆机构一、基本形式结束§8-2平面四杆机构的类型和应用1.改变构件的形状和运动尺寸二、平面四杆机构的演化型式CDBA曲柄摇杆机构加大CD构件的长度直至曲柄滑块机构(偏置）ABCe曲柄滑块机构（对心）BAC结束§8-2平面四杆机构的类型和应用1.改变构件的形状和运动尺寸二、平面四杆机构的演化型式BC杆长增至曲柄滑块机构正弦机构s=lsin结束§8-2平面四杆机构的类型和应用2.改变运动副的尺寸二、平面四杆机构的演化型式曲柄滑块机构BAC扩大运动副B的尺寸ABC结束§8-2平面四杆机构的类型和应用3.选用不同的构件为机架二、平面四杆机构的演化型式BACACab转动导杆机构（ab)摆动导杆机构（ab)abBCA直动滑杆机构CAB曲柄摇块机构结束§8-2平面四杆机构的类型和应用3.选用不同的构件为机架二、平面四杆机构的演化型式小型刨床中转动导杆机构（ABC）结束§8-2平面四杆机构的类型和应用3.选用不同的构件为机架二、平面四杆机构的演化型式结束§8-2平面四杆机构的类型和应用3.选用不同的构件为机架二、平面四杆机构的演化型式结束§8-2平面四杆机构的类型和应用3.选用不同的构件为机架二、平面四杆机构的演化型式BACACab转动导杆机构（ab)摆动导杆机构（ab)abBCA定块机构CAB摆块机构结束§8-2平面四杆机构的类型和应用3.选用不同的构件为机架二、平面四杆机构的演化型式结束§8-2平面四杆机构的类型和应用3.选用不同的构件为机架二、平面四杆机构的演化型式结束§8-2平面四杆机构的类型和应用3.选用不同的构件为机架二、平面四杆机构的演化型式结束§8-2平面四杆机构的类型和应用4.运动副元素的逆换二、平面四杆机构的演化型式对于移动副，运动副元素的包容关系逆换，并不影响两构件之间的相对运动，但却能演化成不同的机构。摆动导杆机构曲柄摇块机构结束§8-3平面四杆机构的基本知识低副机构运动的可逆性：各构件之间的相对运动关系不受机架更换的影响构件组ABCD中，不设固定件→讨论相对运动关系设各杆长度分别为：a、b、c、d一、曲柄存在条件摆线渐开线badcBCAD结束①+②→a≤d①+③→a≤c②+③→a≤ba最小在△BCD中：b≤(d－a)＋c→a＋b≤c＋d①c≤(d－a)＋b→a＋c≤b＋d②在△BCD中：a＋d≤b＋c③badcBACDB″C″一、曲柄存在条件若使A为整转副→B必须能顺利通过特殊点B'、B''点B、C点的轨迹→如图即△BCD和△BCD能够成立B′C′§8-3平面四杆机构的基本知识结束badcBACDB″C″一、曲柄存在条件B′C′★四杆机构中有整转副的条件是：（1）最短杆与最长杆的长度之和不大于其余两杆的长度之和；（2）构成该转动副的两杆之一为四杆中最短杆。如图：满足杆长之和条件且l2为最短→A、B为整转副§8-3平面四杆机构的基本知识结束badcBACD一、曲柄存在条件若满足杆长之和条件：最短杆为连架杆→曲柄摇杆机构最短杆为机架→双曲柄机构最短杆为连杆→双摇杆机构若不满足杆长之和条件：→双摇杆机构★曲柄存在条件：（1）最短杆与最长杆的长度之和不大于其余两杆的长度之和；（2）最短杆为机架或连架杆。§8-3平面四杆机构的基本知识结束badcBACD一、曲柄存在条件若满足杆长之和条件：最短杆为连架杆→曲柄摇杆机构最短杆为机架→双曲柄机构最短杆为连杆→双摇杆机构若不满足杆长之和条件：→双摇杆机构★曲柄存在条件：（1）最短杆与最长杆的长度之和不大于其余两杆的长度之和；（2）最短杆为机架或连架杆。§8-3平面四杆机构的基本知识结束1如图：曲柄AB匀速转动，摇杆CD在一定范围内摆动。二、急回运动和行程速比系数B2C2θB1C12（1）B：B1→B21＝180＋；Ｃ：C1C2t1v1摇杆→两极限位置C1D、C2D极位夹角—两极限位置曲柄所夹锐角BACD（2）B：B2→B12＝180－；Ｃ：C2C1t2v2显然：12→t1t2v2v1→急回运动形程速比系数K可见：↑→K↑→急回特性↑＝0→K＝1→无急回特性§8-3平面四杆机构的基本知识1801802121212112ttCCCCvvK11180KK结束其它机构的急回特性偏置的曲柄滑块机构有急回特性导杆机构＝急回特性明显§8-3平面四杆机构的基本知识=0没有急回特性结束其它机构的急回特性偏置的曲柄滑块机构有急回特性导杆机构＝急回特性明显§8-3平面四杆机构的基本知识=0没有急回特性结束↑→Fn(正压力)↑→—压力角可见：↓→↑→→Fｔ↑→传力性能↑→效率↑机构在运动中，（）是变化的，为了保证机构的传力性能→min[]三、传动角与死点位置1、压力角和传动角αγFnFtFBACDFt＝Fcos有效分力Fn＝Fsin有害分力F→Ft、Fn§8-3平面四杆机构的基本知识压力角：从动件受力的方向与受力点线速度方向之间所夹的锐角。传动角：压力角的余角＝90－，结束设计要求：min[]或max≤[]便于观察：当∠BCD≤90时：→＝∠BCD当∠BCD90时：B″C″B′C′αγFnFtFBACD→＝180－∠BCDmin→(∠BCD)min或(∠BCD)max→fmax或fminFvCBD→=0或=180时（曲柄与机架两次共线）f§8-3平面四杆机构的基本知识三、传动角与死点位置1、压力角和传动角结束其它机构的最小传动角min§8-3平面四杆机构的基本知识三、传动角与死点位置1、压力角和传动角90传力性能良好结束§8-3平面四杆机构的基本知识三、传动角与死点位置2、死点位置往复运动构件作主动件时：=90、=0→Ft=0F无论多大都不能时机构运动→死点位置死点——从动件转向不定工作中利用惯性或机组错位排列通过死点；有时利用死点位置来工作。结束§8-3平面四杆机构的基本知识三、传动角与死点位置2、死点位置往复运动构件作主动件时：=90、=0→Ft=0F无论多大都不能时机构运动→死点位置死点——从动件转向不定工作中利用惯性或机组错位排列通过死点；有时利用死点位置来工作。结束§8-3平面四杆机构的基本知识三、传动角与死点位置2、死点位置往复运动构件作主动件时：=90、=0→Ft=0F无论多大都不能时机构运动→死点位置死点——从动件转向不定工作中利用惯性或机组错位排列通过死点；有时利用死点位置来工作。如果曲柄作主动件在两个极限位置附近传动角很大→增力→很大的机械利益拉铆机结束§8-3平面四杆机构的基本知识四、铰链四杆机构的运动连续性→连续实现给定的各个位置？可行域：3、3‘不可行域：3、3‘C点33‘错位不连续原动件按同一方向连续转动时，若其连杆不能按顺序通过给定的各个位置错位不连续不连续结束问题思考1、铰链四杆机构的曲柄存在条件？曲柄摇杆机构条件？双曲柄机构条件？2、何谓压力角和传动角？其对机构的传力性能有何影响？3、曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构max(min)的位置？4、四杆机构可能出现死点位置的机构有哪些？条件？作业：P238（8-6、）8-7、8-12结束