第 章 平面连杆机构.ppt

§2-1 铰链四杆机构 * 行程速度变化系数Ｋ 急回特性常用行程速度变化系数Ｋ(摇杆反、正行程平均速度之比)来度量。 如图所示，曲柄逆时针匀速转动，摇杆左右摆动。我们把摇杆处于两极限位置时连杆对应位置所夹的锐角称为极位夹角，用θ表示。 根据行程速度变化系数 的定义有： * K=1的曲柄摇杆机构 从动件摇杆处于两极限位置时，对应主动件曲柄位置AB1、AB2共线，即极位夹角θ=0，K=1，机构没有急回特性。 思考：对心曲柄滑块机构有无急回特性？偏置曲柄滑块机构呢？ * * 连杆机构输出件具有急回特性的条件： 1）原动件等角速整周转动； 2）输出件做往复运动； 3）极位夹角 0（K1）。 * 曲柄摇杆机构的压力角和传动角 定义： 输出件作用力和力作用点运动线速度方向之间所夹的锐角称为压力角，常用α 表示；压力角的余角称为传动角，常用γ表示。 传动角越大则机械效率越高；曲柄摇杆机构的传动角随曲柄的转动而变。 动力传动中一般要求传动角最小值 应大于40°。因此设计曲柄摇杆机构时有必要检验γmin 值。 F2 ? γ F F1 A B C D vc δ ? 对于曲柄主动的曲柄摇杆机构，最小传动角出现在φ为0 °或者180°时。 * A B C D ? γ δ vc F F2 ? γ F F1 A B C D vc δ ? ? 最小传动角 当内夹角 为锐角时， γ=δ 当内夹角 为钝角时，γ=180°-δ * 当 ∠BCD ≤ 90°时，γ＝∠BCD 当 ∠BCD ＞ 90°时， γ＝180°- ∠BCD 在主动曲柄与机架共线的位置，都有可能出现γmin γmin出现的位置： 思考：曲柄滑块机构的最小传动角出现在什么位置？导杆机构呢？ * γ * 曲柄摇杆机构的死点 摇杆为主动件（原动件）的曲柄摇杆机构，最小传动角为多少？ 当曲柄与连杆两次共线时， 传动角为０，机构就会出现卡死或运动不确定的现象。称为死点。 缝纫机脚踏板机构就存在死点。 消除死点方法有? ① 利用构件自身或飞轮的惯性。 ② 多组相同机构错位排列。 * 死点也有应用价值 右图所示为利用死点夹紧工件，当卸去夹紧驱动力P后，由于BCD三点共线，工件对压头(杆1)的反作用力Ｎ不能使杆１转动，因而工件不会松。 * 飞机起落架是利用死点工作的又一个典型实例 飞机起落架机构是双摇杆机构，通过主动摇杆3可使轮子在飞机降落时放下(刚好是死点位置，巨大的着陆反力不会使主动摇杆转动)以便于飞机着陆，起飞后收起轮子以减小空气阻力。 * 爬行机构由简单的曲柄滑块机构和上下两个自锁套组合而成。电动机与曲柄固接，驱动装置运动，上下两个自锁套是实现爬杆的关键机构。当自锁套有向下运动趋势时，锥套、钢球、圆杆之间会形成可靠的自锁，使装置不能下滑，而上行时自锁解除。 爬杆机器人 * 作业 P43 2-6题中图a) (用作图法) * §2-4 铰链四杆机构的设计 四杆机构的设计，就是根据给定的运动条件来确定机构运动简图的尺寸参数。有时为使设计更加合理、可靠，还应考虑几何条件和动力学条件(如最小传动角要求)等。 　设计方法： 图解法——简便直观，同时也是解析法的基础，应用较多。但由于其设计精度低，一般用于求解初始值。 解析法——精度高，应用最为广泛，其缺点是不太直观。 实验法——较为烦琐，而且精度也低，是不得已时才使用的方法。 * 一、按给定连杆位置设计四杆机构 　 下图为铸造车间振实造型机的翻转机构。它利用一个铰链四杆机构来实现翻台的两个工作位置。 设计方法 * * 二、按给定行程速比系数设计四杆机构 1. 曲柄摇杆机构设计 　 　已知条件：摇杆长度l3 ，摆角ψ和行程速比系数K。要确定其余三杆长l1、l2和l4。 D C1 C2 设计步骤： ①计算θ ②按摇杆杆长l3和摆角ψ绘制摇杆极限位置C1D和C2D ③由C1C2点各作与C1C2连线夹角为90°-θ的直线交于O点 ④以O为圆心，OC1为半径画圆 ⑤圆上任意一点可作为A点(曲柄的转动中心） ⑥曲柄l1=(AC2-AC1)/2 连杆l2=(AC2+AC1)/2 O 90°-θ A B1 B2 * 二、按给定行程速比系数设计四杆机构 2. 摆动导杆机构设计 　　　 已知条件：机架长度l4、行程速比系数Ｋ。 　　　 由右图知，摆动导杆机构的极位夹角θ等于导杆的摆角ψ，需要确定的尺寸是曲柄长度。 * * 小结 急回特性 * * * * * 第2章平面连杆机构　 铰链四杆机构 铰链四杆机构的基本型式及演化 平面四杆机构的基本特性 平面四杆机构的设计 * 平面连杆机构 平面连杆机构是构件全部由平面低副连接而构成的机构。 * 平面连杆机构的特点　　 优点 1. 低副是面接触，因此压强小、耐磨损