平面连杆机构及其设计与分析.doc

该【平面连杆机构及其设计与分析 】是由【mama1】上传分享，文档一共【19】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【平面连杆机构及其设计与分析 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。其次章平面连杆机构及其设计与分析§2-1概述平面连杆机构(全低副机构):若干刚性构件由平面低副联结而成的机构。优点:低副,面接触,压强小,磨损少。结构简洁,易加工制造。运动多样性,应用广泛。曲柄滑块机构:转动-移动曲柄摇杆机构:转动-摇摆双曲柄机构: 转动-转动双摇杆机构: 摇摆-摇摆杆状构件可延长到较远的地方工作(机械手)能起增力作用(压力机)缺点:(1)主动件匀速,从动件速度改变大,加速度大,惯性力大,运动副动反力增加,机械振动,宜于低速。(2)在某些条件下,设计困难。§2-2平面连杆机构的基本结构与分类一、。AD-机架BC-连杆AB、CD-连架杆连架杆:整周回转-曲柄往复摇摆-:两连架杆一为曲柄,另一为摇杆的铰链四杆机构。特点:、0~360°,、<360°应用:鳄式破裂机缝纫机踏板机构揉面机双曲柄机构定义:两连架杆均作整周转动的铰链四杆机构。由来:将曲柄摇杆机构中曲柄固定为机架而得。应用特例:双平行四边形机构(P35),天平反平行四边形机构(P45)绘图机构双摇杆机构定义:两连架杆均作往复摇摆的铰链四杆机构。由来:将曲柄摇杆机构中摇杆固定为机架而得。应用:翻台机构,夹具,手动冲床飞机起落架,,有些机构有曲柄,有些没有曲柄。机构有无曲柄,不是唯一地由取哪个构件为机架确定,机构有曲柄的首要条件是:机构中各构件长度间应满意肯定的尺寸关系,该条件是首要条件。然后,再看以哪个构件作为机架。下面探讨机构中各构件长度间应满意的尺寸关系。铰链四杆机构曲柄存在的条件曲柄摇杆机构考察BD间距离:fmax=B’D=d+a,fmin=B’’D=d-a△BCD中:b+c≥f(b+c≥fmax), b+c≥a+d(1)b+f≥c(b+fmin≥c)b+d-a≥c,b+d≥a+c(2)c+f≥b(c+fmin≥b)c+d-a≥b,c+d≥a+b(3)(1)+(2)a≤b,(1)+(3)a≤c,(2)+(3)a≤d有曲柄条件:(a)最短构件与最长构件长度之和小于等于其余两构件长度之和。(b)曲柄或机架为最短构件。结论:条件(a)满意i)最短构件为连架杆,曲柄摇杆机构。ii)最短构件为机架,双曲柄机构。iii)最短构件为连杆,双摇杆机构。条件(a)不满意,只能是双摇杆机构。例:图示铰链四杆机构,已知:LBC=50mm,LCD=35mmLAD=30mm,AD为机架。(1)若此机构为曲柄摇杆机构,且AB为曲柄,求LAB的最大值。(2)若此机构为双曲柄机构,求LAB的最小值。(3)若此机构为双摇杆机构,求LAB的数值。-固定另一最短构件的相邻构件为机架→曲柄摇杆机构固定最短构件为机架→双曲柄机构固定最短构件的对边构件为机架→双摇杆机构曲柄滑块机构→转动导杆机构→移动导杆机构→曲柄摇块机构(偏心泵)扩大回转副曲柄滑块机构→偏心轮机构转动化为移动副曲柄摇杆机构→,通过添加杆组得到。牛头刨床机构,插床机构,插齿机,内燃机§2-2平面连杆机构的基本特性及运动分析曲柄摇杆机构一、平面连杆机构的基本特性行程速比系数C1D-左极限,C2D-右极限,θ-极位夹角:从动件处于两极限位置,对应曲柄轴线间所夹锐角。Φ1=180°+θ摇杆:C1→C2,工作行程所用时间为t1,C点平均速度为V1。Φ2=180°-θ摇杆:C2→C1,空回行程所用时间为t2,C点平均速度为V2。Φ1>Φ2(ω=常数),故t1>t2,V2>V1,机构具有急回特性。为表征机构的急回特征,引入行程速比系数K。急回特性取决于θ视察机构有无急回特性θ↑,急回作用↑,K↑对心曲柄滑块机构、偏置曲柄滑块机构转动导杆机构、摇摆导杆机构曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构曲柄摇杆机构K=1?、双滑块组合机构牛头刨床机构、插齿机、齿轮插刀加工齿轮θ↓,急回作用↓,K↓θ=0,无急回作用,K=1例:给定曲柄摇杆机构,用作图法在图上标出极位夹角θ。2)压力角与传动角P-连杆BC对摇杆的作用力Pt-P沿C点速度方向的分力Pn-P沿垂直于速度方向的分力α-压力角α定义:力的作用线与从动件上力作用点肯定速度方向间夹角。γ-传动角,α+γ=90°(互为余角)Pn=Psinα,α↓,Pn↓,运动副中压力↓Pt=Psinγ,γ↑,Pt↑,传动有利为使机构有良好的传力性能,希望最小传动角γmin不要太小。要求:γmin≥[γ]一般机械[γ]=40°,高速大功率机械[γ]=50°最小传动角γmin的确定:由图知,γ=δ,δmin=γmin1,要使δ最小,须BD最短,故γmin1的机构位置出现在B点位于AD连线上。γmin还可能出现在B点位于B’的机构位置,此时,γ=180°-δ,γmin2=180°-δmax,故γmin=min(γmin1,γmin2)例:标压力角及传动角(1)偏置曲柄滑块机构(2)摇摆导杆机构(牛头刨床机构)(3)摇摆油缸机构总结:α、γ的标注(1)由α的定义,先标压力角。(2)γ=90°-α,后标传动角。(3)力P夹在α+γ=90°的两射线中。(P分90°为α、γ)3)机构的死点力对从动件回转中心不产生力矩而顶死,使机构处于静止状态的机构位置。即γ=0,α=90°的机构位置。克服死点的方法:利用多套机构将错开;(火车前轮驱动)利用惯性,越过死点;(装飞轮)限制摇杆摆角。(双摇杆机构)死点的用:飞机起落架(2)快速夹具二、平面连杆机构的运动分析1、速度瞬心法(1)瞬心的定义:瞬心是作相对运动两刚体的瞬时等速重合点,若瞬心的速度为零,称肯定瞬心,若不为零,称相对瞬心。(2)瞬心的数目式中:K-构件数N-瞬心数(3)瞬心的求法a)干脆视察法(I)两构件干脆与回转副相连,铰链中心即为瞬心。(II)构件2相对于构件1作平面运动,其瞬心在VA2A1和VB2B1垂线的交点上。(III)两构件以直移副相连,瞬心在垂直于导路的无穷远处。(IV)两构件构成高副,瞬心在位于接触点C的公法线n-n上,当两构件作纯滚,C点即为瞬心。b)三心定理法作平面运动的三个构件共有三个瞬心,它们位于同始终线上。证:①有三个瞬心②位于同始终线(反证法)瞬心P12、P13为已知,设连线外随意点S为瞬心P23,则有:即:因:P12为瞬心,,P13为瞬心,但由图知:,故:结论:瞬心P23不能在连线外随意点S,只能在P12、P13连线上。(3)瞬心法在机构速度分析中的应用例1:凸轮机构,求各瞬心及V2。例2:四杆机构,知各杆长及ω1,求各瞬心及ω3。三心定理推广(图解)例3:曲柄滑块机构,知各杆长及ω1,求各瞬心及VC。例4:齿轮连杆机构,三个齿轮节圆作纯滚,由P13求轮1与轮3角速度比ω1/ω3。(4)瞬心法的优缺点优点:作简洁机构的速度分析便利、直观。缺点:对困难机构不易很快求得瞬心,且不能作机构加速度分析。2、相对运动图解法