山东建筑大学 机械设计课程 连杆机构(热动专业)

退出下一张分目录上一张退出下一张分目录上一张退出下一张分目录上一张退出下一张分目录上一张总目录退出下一张分目录上一张平面连杆机构将若干个构件用低副联结起来并作平面运动的机构，也称低副机构。铰链四杆机构夹紧机构缝纫机针机构单击……单击……单击……分目录上一张退出下一张分目录上一张1.运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击。2.运动副的形状简单、规则，容易制造。3.构件可以很长，用于远距离操作。4.可以实现不同的运动规律和特定轨迹要求。上一张分目录平面连杆机构的特点：Next退出下一张分目录上一张用于实现远距离操作及受力大挖掘机上一张分目录返回退出下一张分目录上一张用于受力大破碎机上一张分目录返回退出下一张分目录上一张用于实现各种不同的运动规律要求上一张分目录返回退出下一张分目录上一张实现给定轨迹搅拌机分目录上一张返回退出下一张分目录上一张铰链四杆机构全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的最基本型式。机架：支撑传动零件；曲柄：与机架相连并且作整周转动的构件；摇杆：与机架相连并且作往复摆动的构件；曲柄、摇杆——连架杆。连杆：不与机架相连作平面运动的构件；单击……上一张分目录分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构退出下一张分目录上一张一曲柄摇杆机构上一张分目录单击……退出下一张分目录上一张单击……曲柄摇杆机构的应用颚式破碎机构上一张分目录退出下一张分目录上一张曲柄摇杆机构的应用雷达天线机构搅拌机机构上一张分目录退出下一张分目录上一张双曲柄机构上一张分目录二双曲柄机构退出下一张分目录上一张双曲柄机构的应用惯性筛机构上一张分目录退出下一张分目录上一张双曲柄机构的特例——平行双曲柄机构正平行四边形机构反平行四边形机构上一张分目录退出下一张分目录上一张双曲柄机构的应用上一张分目录退出下一张分目录上一张上一张分目录三双摇杆机构双摇杆机构的应用—两连架杆均不能作整周转动退出下一张分目录上一张鹤式起重机机构上一张分目录退出下一张分目录上一张分目录上一张曲柄整周转动，曲柄AB必须顺利通过与机架AD共线的两个位置AB1和AB2。当曲柄处于AB2时，有：a＋d≤b＋c当曲柄处于AB1时，有：b≤(d－a)＋ca＋b≤c＋dc≤(d－a)＋ba＋c≤b＋d前三式两两相加可得：,,dacaba退出下一张分目录上一张构成周转副的条件:2）组成周转副的两杆中必有一杆为四杆中的最短杆llllminmax即1）最短杆与最长杆的长度和应小于或等于其余两杆的长度和——杆长条件分目录上一张退出下一张分目录上一张最短杆为机架——双曲柄机构最短杆为连杆——双摇杆机构②当llllminmax时：双曲柄机构双摇杆机构①当llllminmax时：最短杆为连架杆——曲柄摇杆机构无论何杆为机架——均为双摇杆机构。曲柄摇杆机构分目录上一张退出下一张分目录上一张在曲柄摇杆机构中，若摇杆的杆长增大至无穷长，则其与机架相联的转动副转化成移动副。1.改变构件长度——转动副演化为移动副分目录上一张退出下一张分目录上一张曲柄滑块机构单击……单击……分目录上一张退出下一张分目录上一张2.改变运动副尺寸——曲柄演化为偏心轮当曲柄的实际尺寸很短并传递较大的动力时,可将曲柄做成几何中心与回转中心距离等于曲柄长度的圆盘，常称此机构为偏心轮机构。分目录上一张退出下一张分目录上一张分目录上一张退出下一张分目录上一张a)曲柄滑块机构（固定导杆）3.选用不同构件为机架退出下一张分目录上一张b)曲柄摇块机构（固定与滑块相对转动的构件）自卸货车退出下一张分目录上一张转动导杆机构c)导杆机构(固定与滑块不相连的构件)摆动导杆机构导杆机构摆动导杆转动导杆退出下一张分目录上一张退出下一张分目录上一张d)定块机构（固定滑块）退出下一张分目录上一张e)正弦机构缝纫机针机构退出下一张分目录上一张f)双滑块机构退出下一张分目录上一张g)双转块机构十字滑块联轴器作业：P262-4退出下一张分目录上一张1.四杆机构的基本形式：曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构2.四杆机构的演化形式：改变构件长度扩大转动副取不同构件作机架退出下一张分目录上一张极限位置——曲柄与连杆两次共线时的位置。极位夹角——原动件曲柄在机构极限位置时所夹的锐角。摆角——从动件摇杆在机构极限位置时的夹角。分目录上一张退出下一张分目录上一张曲柄摇杆∵1＞2且曲柄匀速∴t1＞t2原动件匀速转动时,从动件往复运动速度快慢不同——急回运动特性。故：摇杆C点平均速度2211tlvtlvcdcd分目录上一张180ABAB121转角顺、匀DCDC21摆摆角,时间t1180ABAB212转角顺、匀DCDC12摆摆角,时间t2退出下一张分目录上一张四杆机构从动件空回行程平均速度与工作行程平均速度的比值称为行程速比系数，用K表示：11180KK（2）当0，k1，机构有急回作用。因此（1）当=0，k=1，机构无急回作用。分目录上一张180180212112122112tttcctccvvK已知AB、BC、CD杆长，当k=1，试设计此铰链四杆机构?退出下一张分目录上一张压力角:从动件在Ｃ点的受力F的方向与该点速度Vc方向所夹的锐角，称机构在此位置的压力角，用表示。力FsinFFcosFFnt有效分力有害分力压力角α越小，推动机械运动的有效分力越大，故压力角越小越好。ABCDFFn分目录上一张FtVc退出下一张分目录上一张传动角越大，推动机械运动的有效分力越大，故传动角越大越好。当AB与AD重叠共线且BC与CD的夹角90时：min；当AB与AD拉直共线当BC与CD的夹角90时：min180°-为保证机构传动性能良好，通常要求：min40°大功率机械：min50°曲柄与机架两共线位置之一——最小传动角位置传动角：压力角的余角(锐角)，用表示。分目录上一张退出下一张分目录上一张死点位置：从动件的传动角等于零时机构所处的位置。在死点位置：机构或是顶死，而不能运动；或是出现运动不确定。图3-42分目录上一张退出下一张分目录上一张克服死点的措施：①利用惯性,如飞轮。②采用几套相同的机构错位。分目录上一张退出下一张分目录上一张死点位置的利用：分目录上一张退出下一张分目录上一张飞机起落架机构分目录上一张退出下一张分目录上一张单击……死点位置的应用分目录上一张作业：P28习题2-8练习：习题2-3、2－5退出下一张分目录上一张1.曲柄存在条件——铰链四杆机构基本类型的判断课堂小结4.死点位置3.传动角与压力角——定义、意义、最小传动角位置2.急回运动特性——极位夹角、行程速比系数退出下一张分目录上一张lABlBClCDlAD在图示铰链四杆机构中，已知各构件的长度=25mm,=55mm,=40mm,=50mm,试：1.判断机构为何种类型；2.当AB为原动件时，判断机构有无急回特性，若有，请作图表示机构的极位夹角θ，求机构的行程速比系数K；3.用作图法求当AB为主动件时，机构的最小传动角γmin。退出下一张分目录上一张设计任务：根据给定的运动要求选定机构的型式,并确定其各构件的尺寸参数。设计的基本问题:分目录上一张1）按照给定的运动规律设计四杆机构。2）按照给定点的轨迹设计四杆机构。设计方法：作图法、解析法、实验法。退出下一张分目录上一张图解法：1.按给定的行程速比系数Ｋ设计四杆机构已知条件摇杆长度,CDl摆角和行程速比系数Ｋ。设计关键找铰链中心A点的位置。设计方法分目录上一张退出下一张分目录上一张图解法：上一张分目录B1θ1.画出摇杆CD两极限位置，且C1DC2=ψNC2C1DAB2Eψθ90－θ2.画辅助圆：3.根据机架长度或位置确定A点：4.连接AC1、C2，∠C1AC2=θ：5.确定曲柄、连杆长度已知滑块行程S、偏距e、K，试设计此偏心曲柄滑块机构?退出下一张分目录上一张上一张分目录已知：连杆的位置B1C1、B2C2、B3C3设计关键：找圆心A、D。设计步骤：2.按连杆预定的位置设计四杆机构1）作出已知的连杆位置B1C1、B2C2、B3C32）分别连接B1B2、B2B3、C1C2、C2C33）分别作B1B2、B2B3、C1C2、C2C3的垂直平分线nb12、nb23、nb12、nb23,取nb12与nb23的交点为A,nb12与nb23的交点为D。4）连接AB1、C1D，并求得各构件尺寸长度。退出下一张分目录上一张图解法思路：（4）利用其他辅助条件完成设计。（3）利用几何关系寻找问题的关键；（2）将运动条件转化为几何条件；（1）将已知的几何条件尽可能画出；退出下一张分目录上一张本章小结1、平面连杆机构的应用特点及四杆机构的基本类型；2、四杆机构的演化：变运动副尺寸——偏心轮；变构件长度——移动副；机架的位置3、四杆机构的基本特性：曲柄存在条件：铰链四杆机构的判别方法；急回特性：极限位置、摆角、极位夹角、行程速比系数传动角、压力角：分清原动件、从动件死点位置4、四杆机构的设计：按给定连杆位置设计；按行程速比系数设计。作业：P29习题2-12退出下一张分目录上一张图示一曲柄摇杆机构，已知机架长度lAD=70mm，摇杆长度lCD=55mm，摇杆左极限位置C1D与机架AD之间的夹角为45°，若行程速比系数K=1.5，试用图解法确定：1.摇杆的右极限位置CD2;2.曲柄长度lAB和连杆长度lBC;3.最小传动角min.退出下一张分目录上一张已知一铰链四杆机构ABCD，AD为机架，杆长lAB=10mm,lBC=50mm,lCD=30mm。1）若使该机构为曲柄摇杆机构，试求机架lAD的尺寸范围。2）若lAD=40mm,试用作图法表示出当AB为原动件时机构的极位夹角θ、摇杆摆角ψ及最小传动角γmin1。3）若CD为原动件，试分析机构的最小传动角γmin2为多少，机构有无死点位置。