三章平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計

第三平第三平面連桿機及其設(shè)（Linkage§3-連桿機構(gòu)及其特§3-連桿機構(gòu)及其特一、連桿機連桿搖連架曲整(周)轉(zhuǎn)副、擺轉(zhuǎn)二、二、特1）面接觸，耐磨，便于潤滑，能承受較大載幾何形狀簡單，制造在原動件以同樣運動規(guī)律運動時，若改變各構(gòu)件相對長度關(guān)系，從動件可實現(xiàn)等速或不等速、連續(xù)或不連續(xù)多種運動關(guān)系缺運動累缺運動累積誤構(gòu)件質(zhì)心變速運動，難于動三、應(yīng)應(yīng)應(yīng)應(yīng)用實C23慣性篩機B4D1A平行四邊形機雙曲柄機應(yīng)用實C23慣性篩機B4D1A平行四邊形機雙曲柄機 還有含一個移動副的四桿機構(gòu)……雙搖桿機還有含一個移動副的四桿機構(gòu)……雙搖桿機§3-鉸鏈四桿機構(gòu)§3-鉸鏈四桿機構(gòu)基本型式及其一、基本型曲柄搖桿機構(gòu)(crank-rocker雙曲柄機構(gòu)(doublecrank雙搖桿機構(gòu)(doublerocker二、四桿機構(gòu)的二、四桿機構(gòu)的演改變構(gòu)件形狀和相對改變運動副尺選用不同構(gòu)件為機構(gòu)件構(gòu)件改變運改變運動副尺平面四桿機構(gòu)的演化型改變構(gòu)件的形狀和平面四桿機構(gòu)的演化型改變構(gòu)件的形狀和運動尺偏心曲柄滑曲柄曲柄sφs=lsin正弦雙滑塊機對心曲柄滑(2)改變運動副的尺偏心輪機(3)選不同的構(gòu)件為機B1B12(2)改變運動副的尺偏心輪機(3)選不同的構(gòu)件為機B1B1223C3A4A4C平面四桿機構(gòu)的演機構(gòu)演化方擴大回轉(zhuǎn)偏心輪機平面四桿機構(gòu)的演機構(gòu)演化方擴大回轉(zhuǎn)偏心輪機①②(直動滑BBAACCAB<①②(直動滑BBAACCAB<AB>③ 雙轉(zhuǎn)塊機S雙移塊機③ 雙轉(zhuǎn)塊機S雙移塊機平面四桿機構(gòu)的演1轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移C§平面四桿機構(gòu)的演1轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移C§2B133§2§B1AD§ADB21AC3BC32AB21AC3BC32A2B1C3AC2B13AslAB2B1C3AC2B13AslABs2取不同構(gòu)件為機2取不同構(gòu)件為機曲柄滑塊機導(dǎo)桿機曲柄搖塊機直動滑桿機3擴大轉(zhuǎn)動BCACA3擴大轉(zhuǎn)動BCACA§3-一、曲柄存在條取決于各桿的相對長度§3-一、曲柄存在條取決于各桿的相對長度及機架的adbcbdac(da)在BC 在BC abdacd②③aaa④曲柄存在條件①最短桿與曲柄存在條件①最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長之和②連架桿與機架中必有一桿為最短桿注1）判斷由不同桿作機架時四桿機構(gòu)屬于哪種機構(gòu)2）都是雙曲柄機構(gòu)）類似方法可分析有移動副的四桿機構(gòu)存在曲柄的條件YNadbYNadb雙曲柄以最短雙搖桿以與最短桿相對的桿為曲柄搖桿機以最短桿相鄰桿為機雙搖桿abc取不同構(gòu)件為取不同構(gòu)件為機架時的鉸鏈四桿機構(gòu)型(a)4為機(b)2為機(c)1為機(d)3為機1.1.二、急回特性和行程速比系曲柄搖桿構(gòu)的急回運動和來衡量度曲柄搖桿構(gòu)的急回運動和來衡量度可以的比K稱為行程速系數(shù)K180o極位夾角；搖桿180oθ↗，K↗，急回程度↗。θ0時，K=1工作行回KK2.曲柄滑塊機對心曲柄2.曲柄滑塊機對心曲柄滑塊機極位夾角為K1KK偏置曲柄滑偏置曲柄滑塊機K3.導(dǎo)桿機(Crank-3.導(dǎo)桿機(Crank-K三、壓力和傳動傳動：壓三、壓力和傳動傳動：壓力角的余角壓力：從動件受力點（C點）的受力方向與受力點的速度方向之間所夾的銳角壓力角越小，傳動角越大，機構(gòu)傳力性能越[設(shè)計時應(yīng)如何確定鉸鏈四桿機構(gòu)的最小傳動d22ad如何確定鉸鏈四桿機構(gòu)的最小傳動d22adc22bc2l在△ABD和△BCD中，分別2lBCD聯(lián)立求解2adc2a2dcos0o或180o）時，cos1），有最小值（或最大值進一步分析δδ≤90，=δ（對頂角關(guān)系②當δ90o時=進一步分析δδ≤90，=δ（對頂角關(guān)系②當δ90o時=180o-δ（互為補角關(guān)系）由此可見，要判斷min位置前，首先應(yīng)判斷δmin、δmax可分以下三種情況δ≤90o；18090o時②；③機構(gòu)中①和②兩種情況共存時，可先計算當時。2min180-，然后再計算當?shù)膭t90o時2min},可能發(fā)生在主動曲柄與機架兩次共線的位置之一處四、死點位四、死點位1．死點的概當搖桿為主當搖桿為主動件時，當連桿與從動曲柄共線機構(gòu)的傳動角為0，此時主動件通過連桿作用于從動曲柄AB上的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中2．死點的不利①利用系統(tǒng)的慣性；②利用特殊機構(gòu)錯利位用排機列錯利位用排機列3．死3．死點的利在工程中也常常應(yīng)用死點位置實現(xiàn)工作要求。如快速夾具、飛機起落架等。飛飛機起落架機死點死點：機構(gòu)運動時出現(xiàn)傳動角CC的位231BrvBP1AA4DCC2B1死點死點：機構(gòu)運動時出現(xiàn)傳動角CC的位231BrvBP1AA4DCC2B1vPGEF§3-平面四桿機§3-平面四桿機構(gòu)的設(shè)計一、設(shè)計的基本問1）按運動規(guī)律（函數(shù)）function2）按位置設(shè)計position3）按軌跡設(shè)計path設(shè)計方圖解法、解析法、實驗二、解析法設(shè)計二、解析法設(shè)計四桿根據(jù)此機構(gòu)構(gòu)件所構(gòu)成的矢量封閉形，可以寫成abd①acos(0)bcosdacos(0)bcosdccos(0asin()bsincsin(②00如以各構(gòu)件相對于a長度代入上式，則移項后可mcoslncos(0)cos(0③msinnsin(0)sin()0消去1nllcos(0)(0④令n21l2n令n21l2n n, , ⑤l2cos(0)P0cos(0)1cos(0)(0)⑥P0、P1、P2、φ0及ψ0五個待定參數(shù)。若將連架桿的五組對應(yīng)位置φi及ψi(i=1,2,5)，分別代入上式，則可得到一個五個方程的方程組，在就該方程組聯(lián)立求解后，即可求出參數(shù)P0、P1、P2、φ0及ψ0，然后再由式⑤求得m、n、l。最后，根據(jù)實際需要定出曲柄的長度，則機構(gòu)其它構(gòu)件的長度b、、便可完全確定若取兩若取兩連架桿的起始角cos0cos1cos()這時式中只含有P0、P1、P2三個待求參數(shù)了，所該機構(gòu)所能滿足的兩連架桿的對應(yīng)位置數(shù)也最多是三組了例如圖所示為用于某操縱裝置中的鉸鏈四桿機構(gòu)，如要求該四桿機構(gòu)的兩連架桿應(yīng)滿例如圖所示為用于某操縱裝置中的鉸鏈四桿機構(gòu)，如要求該四桿機構(gòu)的兩連架桿應(yīng)滿足的三組對應(yīng)位置135o4o190。為31311解將給定的α，α，α和φ，φ，φ代入式（3-17）123123可解將給定的α，α，α和φ，φ，φ代入式（3-17）123123可得到如下cos45P0cos50P1cos(5045)cos90Pcos80Pcos(8090)012cos135Pcos110Pcos(110135)聯(lián)立012P0=1.53；P1=-再由式⑤可求得各桿長比mb1.782;nc1.53;lac＝306mm；d＝288mm。aa＝200mm，則可求得如果只要求該機構(gòu)的兩連架桿滿足給定的兩組對應(yīng)位置，則在參數(shù)P0、P1、P2中有一個可以任意選定，所以這時將有無三、實驗三、實驗法設(shè)計四桿1．圖譜圖譜法是按照定的運動軌利用利用連桿曲線圖譜（可查手冊），查出與軌跡曲線相似的連桿曲線，以及描繪該連桿曲線的四桿機構(gòu)的相對桿長，然后測量出出圖譜（或縮小）倍數(shù)，即可求出機構(gòu)的各尺寸參2.按兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計（overlay利用連桿等長及端點為圓弧的思四、作圖法設(shè)計四桿C§2§1．按四、作圖法設(shè)計四桿C§2§1．按給定連桿位置3二位AD三位四位置B、C點為4、2、0個點或無實五位置－有限解A分析：知動鉸鏈B、C位置，求定鉸鏈A、C2§3DB、C在連A、D在中A分析：知動鉸鏈B、C位置，求定鉸鏈A、C2§3DB、C在連A、D在中2．按2．按行程速比系數(shù)K1）曲柄搖桿機K（1）K和作出兩極限位置C1D、K（1）K和作出兩極限位置C1D、（2）取適當?shù)谋壤擀蘬=lCD/CD(m/mm)，并過C2點作∠C1C2N＝90°－θ的射線C2N，然后再過C1點作C2C1的垂線以C2P為直徑作圓，圓心為O，則A由其他已知條件在圓周上取點A，連AC1、交C2N于（6）以A為圓心，AC1為半徑做圓弧交AC2于E點，作EC2的垂直平分線得EC2為AB長度由于極限位置處曲柄與連桿共AC2＝BC＋AB，AC1＝BC－AB，因此，容易得1212l(AC2AC1) 2l(AC2AC1)l(AC2 22（7）討論：由于A點可在△C1PC2的外接圓周的弧C1PC2上任意選取，所以，若僅按行程速比系數(shù)K來設(shè)計，可以得到無窮多組解。因此，在未給出其它附加條件的情況下，如欲獲得良好的傳動質(zhì)量，可按照傳動角最優(yōu)或其它輔助條件來確定A點的2）曲柄滑2）曲柄滑塊機已知：行程速比系數(shù)K、滑塊行程、偏心距2）已知條件：行程速比系數(shù)K2）已知條件：行程速比系數(shù)K①計算極位KK②作直線C1C2＝H/μl，且C1、C2作為滑塊的兩極限位③根據(jù)C1、C2點求滿足極位夾角為θ的A點（結(jié)果為一圓?、茏饕恢本€與平行，并使其間的距離等于偏心距e，則此直線與述圓弧的交點即為曲柄的軸心A⑤連接AC1、AC2，并按上述作圖方法，即可得到曲柄lABlBC連桿的長3）導(dǎo)