机械设计基础-杨可帧-第五版-课件-第二章

昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/71平面连杆机构及其传动特点铰链四杆机构的基本形式和特性平面四杆机构的的工作特性平面四杆机构的设计第2章昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/72概述1.平面连杆机构2.特点1、承载能力大，耐磨损，且便于润滑，使用寿命长；2、便于制造，成本低，且易达到较高的精度；3、运动链较长，所以运动累积误差大；4、连杆产生的惯性力难以生产平衡；5、设计计算较复杂。许多刚性构件用低副联接组成的平面机构。昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/733．连杆机构的分类3.1根据连杆机构中各构件间相对运动范围分：平面连杆机构空间连杆机构3.2根据连杆机构所含构件数分：四杆机构多杆机构昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/74分类：组成§2-1铰链四杆机构的基本型式和特性铰链四杆机构：全部由回转副组成的平面四杆机构。2314连杆：、连架杆：机架：摇杆曲柄曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/751.曲柄摇杆机构雷达机构曲柄摇杆机构昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/76曲柄摇杆机构的主要特性：1、名词解释•极位夹角——当机构在两极位时，原动件AB所处两个位置之间所夹的锐角，用θ表示。•极限位置——C1D和C2D•摆角——两极限位置所夹的锐角，用ψ表示。昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/77180)1曲柄转过a1111180t所用时间：180)2曲柄转过b1122180t所用时间：c)设两过程的平均速度分别为v1、v2，则12CCC摇杆上点经过12CCC摇杆上点经过12121212;CCCCvvtt2121tt121212,CCCCtt12vv2、主要特性急回运动和行程速比系数昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/78行程速比系数——用来表明急回运动的急回程度，用K表示。12vvK122121//CCtCCt21tt11/)180(/)180(180180摇杆的这种运动性质称为:急回特性。昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/79例题分析1、对心曲柄滑块机构∴K=1（滑块在正反行程中平均速度相等）故，没有急回运动0昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/710例题分析2、偏置曲柄滑块机构故，有急回运动01K昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/711例题分析3、导杆机构所以，有急回运动01K昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/712•死点位置以摇杆CD为原动件昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/713例题分析昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/714例题分析昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/715•四杆机构的压力角和传动角1、压力角2、传动角通常取γmin≥40°，力矩较大时,要求γmin≥50。作用于C点的力与C点的速度方向之间所夹的锐角，用表示。压力角的余角，用表示。90'cossinFFFF有效分力有害分力昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/716DCBCvPDCBPCv。时，当；时，当BCDBCDBCDBCD1809090昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/7173241242123222cos2cosllllllllBCDmaxmin1cos1801cos0BCDBCDBCDBCD，时，，时，当minmaxminminmaxminminmax1809090BCDBCDBCDBCDBCD、时，时，所以，当3、最小传动角的位置(解析法)cos24124212llllBDBCDllllBDcos23223222昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/7182.双曲柄机构昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/719昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/7203.双摇杆机构昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/721§2-2铰链四杆机构有整转副的条件1．铰链四杆机构有整转副的条件在△AC″D中,l1+l2≤l4+l3在△AC´D中，l4≤（l2－l1）+l3即l1+l4≤l2+l3l3≤（l2－l1）+l4即l1+l3≤l4+l2l1≤l2、l1≤l3、l1≤l4设l1、l2、l3、l4为各杆长度。且设l1l4，A为周转副。所以，AB为最短杆,且l1与任意一杆长度之和都小于其他两杆长度之和。昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/722铰链四杆机构有整转副的条件是：1、最短杆与最长杆的长度之和应小于或等于其余两杆长度之和。结论：2、整转副是由最短杆与其邻边组成。昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/723铰链四杆机构三种基本形式的判别依据：1、当铰链四杆机构满足杆长条件时，若：（1）最短杆为连架杆时——曲柄摇杆机构（2）最短杆为机架时——双曲柄机构（含平行四边形机构）（3）最短杆为连杆时——双摇杆机构2、当铰链四杆机构不满足杆长条件时——双摇杆机构3D3Dr1.改变构件形状和运动尺寸1B2C34AD1B2C4A铰链四杆机构曲线导轨曲柄滑块机构变3构件形状re01B24AC3偏置式曲柄滑块机构offsetS-C对心式曲柄滑块机构slider-crankmechanism1B24AC3e§2-3铰链四杆机构的演化1B24AC3对心式曲柄滑块机构2C3变2,3构件形状3C2r1B4A1B4A32C正弦机构sinegenerator/scotchyokess=lABsin2.改变运动副的尺寸对心式曲柄滑块机构1B24AC3h=2lAB偏心轮机构eccentricmechanism4C231BAB副扩大A413.选不同构件作机架——机构倒置A4曲柄滑块机构1B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C31B2C32作机架A41A41A41A41A41A41A41A41A41A41A41A413B2C曲柄摇块机构液压筒车箱举升机构1BA21BA2AA41B2C3曲柄滑块机构2B11B22B12B14C3直动滑杆机构prismaticguidemech.C41BA21BA21BA23手动唧筒机构3作机架C234A41B2C3曲柄滑块机构１作机架A41B2C3导杆机构C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234C234回转导杆机构whitworthmech.lBClAB，导杆AC整周转动C234C234C234C234AB123C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C423C4lBClAB，导杆AC摆动摆动导杆机构crankshapermech.32C4AB14AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB324AB321B321B4A32正弦机构4A1B321B321B321B321B321B321B321B321B321B321B321B321作机架1双转块机构doubleslidermech.十字滑块联轴器半联轴器4十字滑块3半联轴器214AD23３作机架双摇杆机构34A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B２4A1B24A1B24A1B24A1B24A1B２4A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B24A1B32正弦机构3作机架双滑块机构曲柄摇杆机构4AD1234AD1231作机架双曲柄机构4AD23２作机架曲柄摇杆机构昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/732§2-4平面机构的设计平面机构的设计包括：1、运动设计；２、强度设计；3、刚度；4、稳定性设计运动设计：据给定的运动条件确定机构运动简图的尺寸。根据设计要求分为：１、按给定的运动规律（位置、速度、加速度）设计四杆机构。２、按运动轨迹设计四杆机构。常用设计方法：1、解析法；２、几何作图法；３、实验法昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/7331.1曲柄摇杆机构1.按给定的行程速比系数设计四杆机构abAC1abAC2212ACACa111800KKC1DAB1C2B2ba212ACACb昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/734ψ昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/735ψ昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/736ψ昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/73790-θψ昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/73890-θψθ昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/73990-θψθ昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/74090-θψθ昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/741θ90-θψθ212ACACa昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/742θ90-θψθ2/2ECa212ACACa昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/743θ90-θψθ2/2ECa212ACACa昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/744θ90-θψθ212ACACa2/1ECa昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/7451.2导杆机构11801kk已知：机架的长度d和行程速比系数Ｋ。θ=φφ/2φ/2φ昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/7462.按给定连杆位置设计四杆机构2.1给定三个位置已知：连杆上三活动铰链的中心B、C及其在运动过程中的两个位置B1C1、B2C2，B3C3设计四杆机构。昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/747IIIIII1)刚体作连杆，选定其上二活动铰链，即定连杆长lBC，定比例尺l作图；2)活动铰链相对于固定铰链的运动轨迹为圆；3)用三点定心法确定二固定铰链D,C。B1B2B3C2C3C14)计算待求杆长lAB=AB·lm;lCD=CD·lm;lAD=AD·lm;)(mmmBClBClDA二位置设计，无穷解，可添加其它条件，如机构尺寸．传动角大小．有无曲柄等。问题讨论连杆尺寸确定后有唯一解；四个位置设计，BC不能任意选定。但总可以在连杆上找到一些点，其四个位置在同一圆上，涉及布尔梅斯特理论。五个位置设计，可能有解，可能无解，一般不用。昆明理工大学现代教育技术中心2020/5/748本章作业