机械设计 第三章概要.ppt

第三章 平面连杆机构 特征：有一作平面运动的构件，称为连杆。 特点： ①采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损 形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。 ②改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。 ③连杆曲线丰富。可满足不同要求。 定义：由低副（转动、移动）连接组成的平面机构。 缺点： ①构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。 ②产生动载荷（惯性力），不适合高速。 ③设计复杂，难以实现精确的轨迹。 分类: 平面连杆机构 空间连杆机构 常以构件数命名： 四杆机构、多杆机构。 本章重点内容是介绍四杆机构。 3.2.1平面四杆机构的基本型式: 基本型式－铰链四杆机构，其它四杆机构都是由它演变得到的。 曲柄—作整周定轴回转的构件； 三种基本型式： （1）曲柄摇杆机构 特征：曲柄＋摇杆 作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。 如汽车刮雨器、搅拌器 连杆—作平面运动的构件； 连架杆—与机架相联的构件； 摇杆—作定轴摆动的构件； 周转副—能作360 度相对回转的运动副； 摆转副—只能作有限角度摆动的运动副。 曲柄 连杆 摇杆 曲柄摇杆机构 设计：潘存云 A B C 1 2 4 3 D A B D C 1 2 4 3 雷达天线俯仰机构 曲柄主动 设计：潘存云 缝纫机踏板机构 2 1 4 3 摇杆主动 3 1 2 4 （2）双曲柄机构 特征：两个曲柄 作用：将等速回转转变为等速或变速回转。 应用实例：如叶片泵、惯性筛等。 惯性筛 A B C D 耕地 料斗 D C A B 耕地 料斗 D C A B 实例：火车轮 特例：平行四边形机构 AB = CD 特征：两连架杆等长且平行， 连杆作平动 BC = AD A B D C 摄影平台 A D B C B’ C’ 天平 播种机料斗机构 A B D C E （3）双摇杆机构 特征：两个摇杆 应用举例：铸造翻箱机构 特例：等腰梯形机构－汽车转向机构 C’ B’ A B D C E A B D C E A B D C 1、 改变构件的形状和运动尺寸 3.2.2 平面四杆机构的演化 偏心曲柄滑块机构 对心曲柄滑块机构 曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构 ↓ ∞ 使转动副变成移动副 曲柄滑块机构——选不同的构件为机架1 导杆机构 摆动导杆机构 转动导杆机构 3 1 4 A 2 B C 曲柄滑块机构 3 1 4 A 2 B C 转动导杆机构 (l1l2) 设计：潘存云 设计：潘存云 牛头刨床 应用实例: A B D C 1 2 4 3 C2 C1 小型刨床 A B D C E 1 2 3 4 5 6 摆动导杆机构 转动导杆机构 (l1l2) (l1l2) 当构件2和构件4均能作整周转动，小型刨床就是应用实例 转动导杆机构 摆动导杆机构 当杆2的长度小于机架长度时，导秆4只能作来回摆动，又称为摆动导秆机构，牛头刨中的主运动机构是他的应用实例 设计：潘存云 应用实例 B 2 3 4 C 1 A 自卸卡车举升机构 其它机构——选不同的构件为机架2 A C B 1 2 3 4 应用实例 B 3 4 C 1 A 2 应用实例 4 A 1 B 2 3 C 应用实例 1 3 C 4 A B 2 应用实例 A 1 C 2 3 4 B φ 3 1 4 A 2 B C 曲柄滑块机构 摇块机构 3 1 4 A 2 B C 设计：潘存云 其它机构——选不同的构件为机架3 3 1 4 A 2 B C 定块机构 手摇唧筒 B C 3 2 1 4 A 3 1 4 A 2 B C 曲柄滑块机构 A B C 3 2 1 4 l1 l2 l4 l3 C’ B’ A D 平面四杆机构具有整转副→可能存在曲柄。 杆1为曲柄，作整周回转，必有两次与机架共线 l2≤(l4 – l1)+ l3 则由△B’C’D可得：三角形任意两边之和大于第三边 则由△B”C”D可得： l1+ l4 ≤ l2 + l3 l3≤(l4 – l1)+ l2 AB为最短杆 最长杆与最短杆的长度之和≤其他两杆长度之和 3.3 .1、 平面四杆机构有曲柄的条件 → l1+ l2 ≤ l3 + l4 C” l1 l2 l4 l3 A D l4- l1 将以上三式两两相加的： l1≤ l2, l1≤ l3, l1≤ l4 → l1+ l3 ≤ l2 + l4 2.连架杆或机架之一为最短杆。 可知：当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的转动副都是整转副。 曲柄存在的条件： 1. 最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和 此时，铰链A为整转副。 若取BC为机架，则结论相同，可知铰链B也是整转副。 称为杆长条件。 A B C D l1 l2 l3 l4 当满足杆长条件时，说明存在整转副，当选择不同