機械設計基礎 第2章 平面連桿機構

1、概述（了解）1.優(yōu)缺點1）容易制造，成本較低2）低副面接觸，應力較小，承載能力較高，工作可靠3）容易實現(xiàn)力和運動的遠距離傳遞4）可以實現(xiàn)多種運動要求5）不易平衡6）不易精確實現(xiàn)預期運動7）累積誤差大8）效率低1第二章 平面連桿機構2.術語四桿機構（最簡單的連桿機構）多桿機構平面N桿機構連架桿整轉(zhuǎn)副搖轉(zhuǎn)副滑塊與導桿曲柄搖桿連桿22.1 四桿機構的類型及應用2.1.1 鉸鏈四桿機構（不含移動副）1.曲柄搖桿機構飛剪雷達縫紉機踏板機構連桿步進輸送機構攪拌機四桿機構按所含移動副數(shù)量分三類鉸鏈四桿機構按兩連架桿類型分三類32.雙曲柄機構震動篩43.雙搖桿機構搖頭風扇鶴式起重機汽車轉(zhuǎn)向機構52.1.2 鉸

2、鏈四桿機構的演化 鉸鏈四桿機構是基本機構，其它四桿機構都可以看作是由鉸鏈四桿機構演化而來，演化途徑如下。1. 轉(zhuǎn)動副演化成移動副62.1.2鉸鏈四桿機構的演化 鉸鏈四桿機構是基本機構，其它四桿機構都可以看做是由鉸鏈四桿機構演化而來，演化途徑如下。1. 轉(zhuǎn)動副演化成移動副72. 選取不同構件為機架83. 擴大轉(zhuǎn)動副尺寸91）曲柄滑塊機構內(nèi)燃機、壓縮機等機構其它四桿機構應用實例103）搖塊機構自卸車機構112）導桿機構（1）擺動導桿機構牛頭刨床4）定塊機構 嘰桶12 1轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副的條件 當最長桿與最短桿的長度之和小于其余兩桿長度之和(稱為桿長條件)，則所有最短桿兩邊的轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副。其余為搖轉(zhuǎn)

3、副。2.2 平面連桿機構運動特性與運動分析2.2.1 平面連桿機構的運動特性131）滿足桿長條件。2）最短桿為連架桿，得到曲柄搖桿機構；最短桿為機架，得到雙曲柄機構；最短桿為連桿，得到雙搖桿機構；不滿足桿長條件，永遠無曲柄。鉸鏈四桿機構曲柄存在條件14（1）極位夾角( )：輸出構件在兩個極限位置時，曲柄的兩個位置之間的夾角 。（2）行程速度變化系數(shù)K2. 急回運動特性15曲柄滑塊機構對心式偏心式 = 0，K=1，無急回特性 0，K 1，有急回特性擺動導桿機構 0，K 1，有急回特性； =轉(zhuǎn)動導桿機構163運動的連續(xù)性 當主動件連續(xù)運動時，從動件也能連續(xù)地占據(jù)預定的各個位置，稱為機構具有運動的連

4、續(xù)性。 172.2.2平面連桿機構的運動分析 1. 速度瞬心法P 絕對瞬心18P 絕對瞬心絕對瞬心的一種求法1921P21P21 相對瞬心2021P21 相對瞬心相對瞬心的一種求法AA2A1BB2B1P2121兩構件瞬時相對轉(zhuǎn)動中心?；騼蓚€構件絕對速度相同的重合點?；騼蓚€構件相對速度為零的重合點。（1）速度瞬心（2）瞬心數(shù)目N=n(n-1)/22212ntt12n12P12 P12（3）機構中瞬心位置的確定 1）轉(zhuǎn)動副：2）移動副：可確定瞬心位置。P12所在線可確定瞬心位置。3）高 副：可確定瞬心所在線。23P13P231233三心定理：作平面運動的3個構件的3個瞬心在一條直線上。12P124

5、）兩構件不相連或高副瞬心的確切位置用三心定理確定。24【例2-1】圖示為鉸鏈四桿機構的機構運動簡圖，長度比例尺為L(m/mm)，已知構件2的轉(zhuǎn)速2，求構件4的角速度4 。341222速度瞬心法在平面機構速度分析中的應用 25P13【解】 1.求瞬心P12P23P34P14P24341222.求構件2在點P24的速度2P24=2(P12P24) L3.求構件4在點P24的速度4P24= 4 (P14P24) L4.求構件4的角速度262P24=4P24 壓力角和傳動角的定義設計時要求: min 含義：表征機構傳力性能的指標壓力角：輸出構件受力方向與受力點速度方向之間所夾銳角。傳動角：壓力角的余角

6、。2.3.1壓力角和傳動角2.3 平面連桿機構的傳力特性27當連桿與輸出構件夾角大于90時， 為其補角。鉸鏈四桿機構的壓力角與傳動角28鉸鏈四桿機構min出現(xiàn)的位置曲柄搖桿機構: min出現(xiàn)在曲柄與機架共線的兩個位置之一。1min2min29曲柄滑塊機構壓力角與傳動角min出現(xiàn)在曲柄與導路垂直的兩個位置之一。30導桿機構壓力角與傳動角 0 90力方向速度方向31 =02.3.2死點位置1.出現(xiàn)死點位置的條件往復運動構件為主動件，曲柄為輸出構件。2.死點的位置特征0或連桿與曲柄共線。以曲柄為主動件的極限位置。323.克服死點位置的措施縫紉機（1）慣性火車（2）錯位安裝4.利用死點位置飛機起落架夾具=033 設計任務：選定機構的型式，根據(jù)給定的運動要求確定機構的幾何尺寸，并繪出機構運動簡圖。 1. 實現(xiàn)已知的運動規(guī)律 1）實現(xiàn)連桿的幾個給定位置。 2）實現(xiàn)主、從動件連架桿之間的運動關系能滿足某種給定的函數(shù)關系。2. 實現(xiàn)已知的軌跡 設計方法：圖解法、解析法和實驗法。 設計類型342.4 平面四桿機構的運動設計（掌握）2.4.1 根據(jù)給定連桿位置設計四桿機構給定連桿長度和3個位置B2C2B3C3DAB1C1D352.4.2 根據(jù)給定行程速度變化系數(shù)設計四桿機構給定：、K、搖桿長度。 要求：圖解法設計曲柄搖桿機構。3690-PC1C2DADC1