燕大机械原理复习课件

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1、 若干个构件，通过低副（转动副或移动副）联接所组成的机构称为连杆机构。也称低副机构，其优点优点：低副面接触，能够承受较大的载荷；低副面接触，能够承受较大的载荷；改变从动件的长度，可改变从动件的运动规律；改变从动件的长度，可改变从动件的运动规律；连杆曲线可以满足不同的轨迹要求；连杆曲线可以满足不同的轨迹要求；实现增力，扩大行程和远距离传动。实现增力，扩大行程和远距离传动。缺点缺点：运动链长，积累误差大；运动链长，积累误差大；连杆机构总质心作变速运动，一般的方法难以平衡；连杆机构总质心作变速运动，一般的方法难以平衡；要准确实现从动件的运动规律，机构设计要准确实现从动件的运动规律，机构设计十分繁难，

2、一般只能近似地实现。十分繁难，一般只能近似地实现。第五章：平面连杆机构第五章：平面连杆机构 5.0 5.0 5.0 5.0 复习复习复习复习燕大机械原理复习 一、平面连杆机构的基本结构一、平面连杆机构的基本结构 由由N个构件组成的平面连杆机构称为平面个构件组成的平面连杆机构称为平面N杆机构，杆机构，如平面四杆机构、平面六杆机构等等。如平面四杆机构、平面六杆机构等等。有关机构构件和运动副的其它名称和概念有关机构构件和运动副的其它名称和概念曲柄曲柄连杆连杆摇杆摇杆铰链四杆机构铰链四杆机构曲曲柄柄(Crank)能能相相对对于于机机架作整周转动的连架杆架作整周转动的连架杆。连连架架杆杆(Side li

3、nk)用用低低副与机架相联接的构件副与机架相联接的构件。摇摇杆杆(Rocker)不不能能相相对对于于机架作整周转动的连架杆机架作整周转动的连架杆。连架杆连架杆连架杆连架杆连连杆杆(Coupler)不不与与机机架架联接的构件联接的构件。燕大机械原理复习周周转转副副(Fully rotating pair)联联接接的的两两构构件能相对作整周转动的运动副件能相对作整周转动的运动副。周转副周转副摆转副摆转副周转副周转副摆转副摆转副摆摆 转转 副副(Partially rotating pair)联联接接的的两两构构件件不不能能相相对对作作整周转动的运动副整周转动的运动副。燕大机械原理复习平平面面四四杆

4、杆机机构构是是能能实实现现各各种种运运动动形形式式转转换换的的最最简简单单的的连连杆机构。杆机构。平面四杆机构最基本的结构型式平面四杆机构最基本的结构型式铰铰链链四四杆杆机机构构(Revolute four-bar mechanism)四四个个运运动副都是转动副的四杆机构。动副都是转动副的四杆机构。铰链四杆机构铰链四杆机构双摇杆机构双摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构第五章：平面连杆机构第五章：平面连杆机构 5.0 5.0 5.0 5.0 复习复习复习复习燕大机械原理复习二、平面四杆机构的演化二、平面四杆机构的演化在在工工程程实实际际中中，还还常常常常采采用用多多种种不不同同

5、外外形形、构构造造和和特特性性的的四四杆杆机机构构。这这些些四四杆杆机机构构都都可可以以看看作作是是由由铰铰链链四四杆杆机机构构通通过过各各种种方方法法演演化化而而来来，掌掌握握这这些些演演化化方方法法，有有利于对连杆机构进行创新设计。利于对连杆机构进行创新设计。改变构件形状和运动尺寸的演化方法改变构件形状和运动尺寸的演化方法选用不同构件为机架的演化方法选用不同构件为机架的演化方法改变运动副尺寸的演化方法改变运动副尺寸的演化方法 运动副元素逆换的演化方法运动副元素逆换的演化方法第五章：平面连杆机构第五章：平面连杆机构 5.0 5.0 5.0 5.0 复习复习复习复习燕大机械原理复习平平面面连连

6、杆杆机机构构中中的的连连架架杆杆常常作作为为运运动动和和动动力力的的输输入入构构件件(主主动动件件)与与输输出出构构件件(从从动动件件)。机机构构主主动动件件与与从从动动件件的的运动学性质在很大程度上决定了机构的性质与用途。运动学性质在很大程度上决定了机构的性质与用途。平平面面连连杆杆机机构构常常以以连连架架杆杆尤尤其其是是从从动动件件的的运运动动特特征征来来定义机构的名称。定义机构的名称。曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构(Crank-rocker mechanism)双摇杆机构双摇杆机构(Double-rocker mechanism)机架机架曲柄曲柄机架机架摇杆摇杆摇杆摇杆摇杆摇杆燕大机械原理复习

7、双曲柄机构双曲柄机构(Double-crank mechanism)曲柄曲柄曲柄曲柄曲柄滑块机构曲柄滑块机构(Slider-crank mechanism)滑块滑块曲柄曲柄燕大机械原理复习曲柄摆动导杆机构曲柄摆动导杆机构(Crank-and-oscillating guide-bar mechanism)双滑块机构双滑块机构(Double-slider mechanism)曲柄曲柄摆动导杆摆动导杆滑块滑块滑块滑块燕大机械原理复习一一.周转副存在的条件周转副存在的条件 机机构构中中具具有有周周转转副副的的构构件件是是关关键键构构件件。具具有有周周转转副副的的连连架架杆杆即即为为曲曲柄柄。机构中有

8、没有曲柄，有多少曲柄，是一个十分重要的问题。机构中有没有曲柄，有多少曲柄，是一个十分重要的问题。条件条件：1 1）最短杆与最长杆长度之和小于等于其它两杆杆长之和；）最短杆与最长杆长度之和小于等于其它两杆杆长之和；2 2）组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。）组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。（最短杆两端运动副为周转副，最短杆相对构件两端运动副为摆转副）（最短杆两端运动副为周转副，最短杆相对构件两端运动副为摆转副）影响平面铰链四杆机构中曲柄存在的因素影响平面铰链四杆机构中曲柄存在的因素 构成四杆运动链的各构件长度构成四杆运动链的各构件长度 运动链中选取的机架与其它构件的相对位置运动链中选取

9、的机架与其它构件的相对位置二二.曲柄存在条件曲柄存在条件1 1）杆长条件；）杆长条件；2 2）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。第五章：平面连杆机构第五章：平面连杆机构 5.0 5.0 5.0 5.0 复习复习复习复习燕大机械原理复习ABCDB2C22.2.急回运动特性急回运动特性急回运动特性急回运动特性曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 B1C1AD 极限位置极限位置1连杆与曲柄拉伸共线连杆与曲柄拉伸共线极限位置极限位置2连杆与曲柄重叠共线连杆与曲柄重叠共线 极极位位夹夹角角 机机构构从从动动件件处处于于两两极极限限位位置置时时，主主动动件件在在对应位置所夹的锐角。对应

10、位置所夹的锐角。工工作作行行程程(慢慢行行程程)曲曲柄柄转转过过180 ，摇摇杆杆摆摆角角，耗时耗时t1，平均角速度平均角速度 m1 t1 180 180 返返回回行行程程(快快行行程程)曲曲柄柄转转过过180 ，摇摇杆杆摆摆角角，耗时耗时t2，平均角速度平均角速度 m2 t2燕大机械原理复习常用常用行程速比系数行程速比系数K来衡量急回运动的相对程度。来衡量急回运动的相对程度。设计具有急回要求的机构时，应先确定设计具有急回要求的机构时，应先确定K值，再计算值，再计算。B2C2 B1C1AD 180-180+燕大机械原理复习 180 180 曲柄滑块机构的极位夹角曲柄滑块机构的极位夹角 180

11、180 摆动导杆机构的极位夹角摆动导杆机构的极位夹角 摆动导杆机构摆动导杆机构 慢行程慢行程快行程快行程 慢行程慢行程快行程快行程思考思考对对心心曲曲柄柄滑滑块块机机构构的的极位夹角极位夹角燕大机械原理复习二、传力特性二、传力特性二、传力特性二、传力特性 1.1.压力角和传动角压力角和传动角压力角和传动角压力角和传动角 有效分力有效分力 F Fcos Fsin 径向压力径向压力 F Fsin=Fcos 角越大，角越大，F 越大，越大，F 越小，对机构的传动越有利。越小，对机构的传动越有利。连连杆杆机机构构中中，常常用用传传动动角角的的大大小小及及变变化化情情况况来来衡衡量量机机构构传力性能的优

12、劣。传力性能的优劣。F F F 压压力力角角 作作用用在在从从动动件件上上的的力力的的方方向向与与着着力力点点速速度度方方向向所所夹夹锐锐角。角。传传动动角角 压压力力角角的的余角。余角。ABDC燕大机械原理复习传动角传动角传动角传动角 出现极值的位置及计算出现极值的位置及计算出现极值的位置及计算出现极值的位置及计算C1B1abcdDA 1 2 min为为 1和和 2中的较小值者。中的较小值者。为为了了保保证证机机构构具具有有良良好好的的传传力力性性能能，设设计计时时通通常常要要求求 min 40；对于高速和大功率传动机械，；对于高速和大功率传动机械，min 50。传动角总取锐角传动角总取锐角

13、B2C2燕大机械原理复习2.2.死点死点死点死点(Dead pointDead point)位置位置位置位置F =0 连连杆杆与与曲曲柄柄在在两两个个共共线线位位置置时时，主主动动件件摇摇杆杆通通过过连连杆杆作作用用于于从从动动件件曲曲柄柄上上的的力力F通通过过其其回回转转中中心心，0，曲曲柄柄不不能能转转动。动。F =0不不管管在在主主动动件件上上作作用用多多大大的的驱驱动动力力，都都不不能能在在从从动动件件上上产生有效分力的机构位置，称为机构的产生有效分力的机构位置，称为机构的死点位置死点位置。燕大机械原理复习如何使机构顺利通过死点位置？如何使机构顺利通过死点位置？如何使机构顺利通过死点位

14、置？如何使机构顺利通过死点位置？利用飞轮惯性利用飞轮惯性机构错位排列机构错位排列燕大机械原理复习工件工件ABCD1234工件工件P利用死点位置利用死点位置利用死点位置利用死点位置飞机起落架飞机起落架工件工件钻孔夹具钻孔夹具 T 0ABCDFF 0燕大机械原理复习平面四杆机构设计的两类基本问题一类：实现连杆工作要求的设计问题二类：实现连架杆工作要求的设计问题燕大机械原理复习4 4、按、按K K设计四杆机构设计四杆机构3 3、按两连架杆的两、三组对应角位移（知、按两连架杆的两、三组对应角位移（知A A，D D，B B1 1，B B2 2，B B3 3），设计铰链四杆机构。（确定），设计铰链四杆机构

15、。（确定C C）2 2、已知、已知A A，D D，连杆的三个位置，设计铰链四杆机构。，连杆的三个位置，设计铰链四杆机构。1 1、已知、已知B B，C C及连杆的三个位置，设计该铰链四杆机构。及连杆的三个位置，设计该铰链四杆机构。若知若知2 2个位置，无穷解。个位置，无穷解。二、平面四杆机构的图解法设计二、平面四杆机构的图解法设计一、设计原理：相对运动原理（机构倒置法，反转法）一、设计原理：相对运动原理（机构倒置法，反转法）燕大机械原理复习第五章的基本要求第五章的基本要求 1.了解平面四杆机构的基本型式，掌握其演化方法。2.掌握平面四杆机构的工作特性。3.了解连杆机构传动的特点及其功能。4.了解平面连杆机构设计的基本问题，熟练掌握根据具体设计条件及实际需要，选择合适的机构型式和合理的设计方法，解决具体设计问题。燕大机械原理复习