平面连杆机构及其设计.ppt

*F5.2.4机构的死点位置摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有：此时机构不能运动.避免措施：两组机构错开排列，如火车轮机构;称此位置为：“死点”γ＝0靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。F’A’E’D’G’B’C’ABEFDCGγ＝0Fγ＝0第32页,共45页，2024年2月25日，星期天*工件ABCD1234PABCD1234工件P钻孔夹具γ=0TABDC飞机起落架ABCDγ=0F也可以利用死点进行工作：飞机起落架、钻孔夹具等。第33页,共45页，2024年2月25日，星期天*5.3平面四杆机构的设计1.连杆机构设计的基本问题2.用作图法设计四杆机构3.用解析法设计四杆机构第34页,共45页，2024年2月25日，星期天*5.3.1连杆机构设计的基本问题机构选型－根据给定的运动要求选择机构的类型；尺度综合－确定各构件的尺度参数(长度尺寸)。同时要满足其他辅助条件：a)结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、运动副结构合理等）;b)动力条件（如γmin）;c)运动连续性条件等。γ第35页,共45页，2024年2月25日，星期天*给定的设计条件：1)几何条件（给定连架杆或连杆的位置）2)运动条件（给定K）3)动力条件（给定γmin）设计方法：作图法、解析法连杆设计的三类问题：1)刚体引导问题2)函数生成问题3)轨迹生成问题第36页,共45页，2024年2月25日，星期天*1）按连杆预定的位置设计四杆机构a)给定连杆两组位置有唯一解。B2C2AD将铰链A、D分别选在B1B2，C1C2连线的垂直平分线上任意位置都能满足设计要求。b)给定连杆上铰链BC的三组位置有无穷多组解。A’D’B3C3DB1C15.3.2用作图法设计四杆机构AB1C1B2C2第37页,共45页，2024年2月25日，星期天*Eφθθ2）按给定的急回要求设计四杆机构(1)曲柄摇杆机构①计算θ＝180°(K-1)/(K+1);已知：CD杆长，摆角φ及K，设计此机构。步骤如下：②任取一点D，作等腰三角形腰长为CD，夹角为φ;③作C2P⊥C1C2，作C1P使④作△PC1C2的外接圆，则A点必在此圆上。∠C2C1P=90°－θ,交于P;90°-θPDAC1C2⑤选定A，设曲柄为a，连杆为b，则:⑥以A为圆心，AC2为半径作弧交于E,得：a=EC1/2b=AC1－EC1/2,AC2=b-a=a=(AC1－AC2)/2AC1=a+b第38页,共45页，2024年2月25日，星期天*E2θ2ae(2)曲柄滑块机构H已知K，滑块行程H，偏距e，设计此机构。①计算:θ＝180°(K-1)/(K+1);②作C1C2＝H③作射线C1O使∠C2C1O=90°－θ,④以O为圆心，C1O为半径作圆。⑥以A为圆心，AC1为半径作弧交于E,得：作射线C2O使∠C1C2O=90°－θ。⑤作偏距线e，交圆弧于A，即为所求。C1C290°-θo90°-θAl1=EC2/2l2=AC2－EC2/2第39页,共45页，2024年2月25日，星期天*ADmnφ=θD(3)导杆机构分析：由于θ与导杆摆角φ相等，设计此机构时，仅需要确定曲柄a。①计算θ＝180°(K-1)/(K+1);②任选D作∠mDn＝φ＝θ，③在∠mDn的平分线上取A点，使得AD=d,则:a=dsin(φ/2)θφ=θAd作角平分线;已知：机架长度d，K，设计此机构。第40页,共45页，2024年2月25日，星期天*5.3.3用解析法设计四杆机构思路：首先建立包含机构的各尺度参数和运动变量在内的解析关系式，然后根据已知的运动变量求解所需的机构尺度参数。重点：按预定的运动规律设计四杆机构第41页,共45页，2024年2月25日，星期天*xyABCD1234给定连架杆对应位置：构件3和构件1满足以下位置关系：abcd建立坐标系,设构件长度为：a、b、c、d在x,y轴上投影可得：a+b=c+d机构尺寸比例缩放时，不影响各构件相