机械原理-平面连杆机构2.ppt

第4章 平面连杆机构 第4章 平面连杆机构 4-1 平面连杆机构的特点和应用 4-2 平面连杆机构的类型和演化 4-3 平面连杆机构运动特性分析 4-4 平面连杆机构传力特性分析 4-5 平面连杆机构运动设计 *4-6 平面多杆机构简介 4-3 平面连杆机构运动特性分析 为什么要进行机构运动特性分析和传力特性分析？ ——参阅教材P70-71 4-3-1 铰链四杆机构存在曲柄的条件 存在曲柄：1个或2个连架杆相对机架可以做整周转动。 机构是否存在曲柄，是连架杆与机架之间的位置关系，因此属于机构的运动性能。 设四杆长度分别是a,b,c,d 若AB是曲柄，可绕A做旋转运动，则AB能占据整周回转中的任何位置。特殊位置：AB1、AB2 特殊位置：AB1、AB2设da，形成两个三角形 存在尺寸关系：两边和大于第三边 设da，得： 同理，设da，可得 归纳曲柄AB大于和小于机架 AD的两种情况，得出有曲柄条件： 最短构件长度+最长构件长度≤其余两构件长度之和 平行双曲柄机构、反平行双曲柄机构 设计连杆机构时，需考虑杆长和机架，以确保机构运动方案可行，满足有或无曲柄的运动特性要求。 当然，四杆机构的最长杆长应小于其余三杆的杆长之和。 分析骑自行车： 其它四杆机构的有曲柄条件，可同理得出，或利用铰链四杆机构的有曲柄条件推得。 判定是否存在曲柄的意义？ 若机械动力源输出旋转运动（如电动机），则机构原动件应做连续旋转运动，即应是主动曲柄。 工程实际中有时又要求从动件能够做整周转动，即机构应存在从动曲柄（如内燃机） 。 4-3-2 转动副为整转副的条件 4-3-2 转动副为整转副的条件 最短构件长度+最长构件长度≤其余两构件长度之和 判断机构类型： 4-3-3 急回运动特性（quick-return characteristic） 连杆机构的急回特性，可以用极位夹角θ或行程速比系数K描述。 4-3-3-1 极限位置和极位夹角 1、极限位置(extreme position) 主动曲柄与连杆共线的机构（两）位置：重叠共线、伸展共线。 曲柄摇杆机构急回特性 从动摇杆 2、极位夹角θ(crank angle between extreme positions) 与机构极限位置对应的曲柄的两位置所夹的锐角θ。 对心式曲柄滑块机构极限位置 偏置式曲柄滑块机构极限位置 摆动导杆机构极限位置 从动摇杆往复摆动的两行程有快慢之分 急回运动：反行程（回程）为快速运动，正行程（工作行程）为慢速运动。 急进运动： 具有急回特性的机构，当主动曲柄反向旋转时，就成为急进机构。 在牛头刨床等设备上，用明显标志标出了原动件的正确回转方向。 输出构件往返两行程的相对快慢程度，用两行程的平均速度比（如 ）或所用时间比（如 ）描述，取决于θ的大小。 θ角越大，机构的急回或急进特性越显著。θ=0时，机构无急回或急进特性。 工程中，很多机器都要求“进程”和“回程” 平均速度不同，以缩短不受工作阻力的空载行程时间。 刨刀在工作行程的切削段近于等速运动，以保证加工质量，延长刀具使用寿命，而在空行程快速返回。 通过测量或计算θ角的大小，可了解现有机构的急回程度，即输出构件两个行程的平均速度比或所用时间比。 4-3-3-2 行程速比系数K（advance-to return-time ratio ） 设计连杆机构时，往往是指定输出运动两个行程的平均速度比或所用时间比，反过来设计满足急回要求的机构。 再设定一个衡量机构急回程度的参数：行程速比系数K（急回系数）。 由于 与有曲柄/有整转副条件一样，急回特性也是设计杆长时的约束条件之一。 有、无急回特性的曲柄滑块机构 设计满足急回特性的机械： 根据机械的使用要求，设定是否应有急回特性，设定急回程度即行程速比系数K的大小，据以求出极位夹角θ，进而设计机构运动参数（尺寸），使机构满足特定的急回程度要求。 没有急回特性的机构，与另一机构组合后，也可产生急回特性。 *4-3-4 运动的连续性 当主动件连续运动时，从动件连续地占据预定的各个位置：机构运动的连续性。 从动件的运动可行域与构件长度、机构初始位置有关，可用作图法求得。 设计连杆机构时，应检查是否存在错位、错序的问题。如果不满足运动连续性要求，应改变原动件转动方向、安装位置、构件尺寸或机构运动方案。 4-4 平面连杆机构