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第八章平面连杆机构及其设计
§8-1 连杆机构及其传动特点
§8-2 连杆机构的类型和应用
§8-3 平面四杆机构的基本知识
§8-4 平面四杆机构的设计
§8-5 多杆机构
连杆机构常用其所含的杆数而命名,
故此类机构统称为连杆机构。
§8-1 连杆机构及其传动特点
契贝谢夫四足步行机构(图片、动画)
曲柄滑块机构
导杆机构
此类机构的共同特点:
机构的原动件1和从动件3运动都需要经过连杆2来传动,
机构中的运动副一般均为低副,
故此类机构也称低副机构。
连杆机构中的构件总呈现杆的形状,
故有四杆机构、六杆机构等。
例铰链四杆机构
故常称构件为杆。
构件多呈现杆的形状;
可实现多种运动变换和运动规律;
连杆曲线形状丰富,可满足各种轨迹要求。
缺点:
运动长,累积误差大,效率低;
惯性力难以平衡,动载荷大,不应用于高速运动;
一般只能近似满足运动规律要求。
连杆机构及其传动特点(2/2)
运动副一般为低副;
优点:
§8-2 连杆机构的类型和应用
(1)基本型式
铰链四杆机构
等腰梯形机构
(2)演化形式
其他型式的四杆机构可以认为是由基本型式的四杆机构演化
而来的,
其演化方法有:
1)改变构件的形状及相对尺寸
2)改变运动副的尺寸
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
平行四边形机构
逆平行四边形机构
例
铰链四杆机构的倒置
曲柄滑块机构的倒置
双滑块机构的倒置
4)运动副元素的逆换
(1)基本型式四杆机构的应用
(2)演化型式四杆机构的应用
连杆机构的类型和应用(2/2)
3)选用不同的构件为机架
(即机构的倒置)
§8-3 平面四杆机构的基本知识
最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和;
组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。
(2)四杆机构有曲柄的条件
最短杆为连架杆或机架。
例1 铰链四杆机构
(1)周转副的条件
1)各杆长度满足杆长条件
其中第一个条件称为杆长条件。
各杆长度应满足杆长条件;
2)各杆长度不满足杆长条件
此时不论以任何杆为机架,机构均为双摇杆机构。
则机构为双曲柄机构;
当最短杆为连架杆时,
如果各杆长度不满足杆长条件,
则机构无周转副,
例2 偏置曲柄滑块机构
偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件:
最短杆长度+偏距≤连杆的长度;
连架杆为最短杆。
对心曲柄滑块机构有曲柄的条件:
最短杆长度≤连杆的长度;
连架杆为最短杆。
平面四杆机构的基本知识(2/5)
则机构为曲柄摇杆机构;
当最短杆的相对杆为机架时,
当最短杆为机架时,
机构为双摇杆机构。
结论:
如果铰链四杆机构各杆长度满足杆长条件,
(1)急回运动
当主动件曲柄等速转动时,从动件摇杆摆回的平均速度大于
摆出的平均速度,摇杆的这种运动特性称为急回运动。
(2)行程速比系数K
v2
v1
K =
180 +θ
°
180 -θ
°
=
结论
且θ角越大,K值越大,机构的急回性质也越显著。
例1 牛头刨床机构
当机构存在极位夹角θ时,机构便具有急回运动特性。
例2 对心曲柄滑块机构
例3 偏置曲柄滑块机构
平面四杆机构的基本知识(3/5)
连杆BC与从动件CD之间所夹的锐角γ称为四杆机构在此位置
的传动角。
且γ=90°- α≤90°
最小传动角的确定: 对于曲柄摇杆机构, γmin出现在主动件
曲柄与机架共线的两位置之一。
为了保证机构传力性能良好,
应使γmin≥40 ~50°。
°
以摇杆CD为主动件,则当连杆与从动件曲柄共线时,机构
的传动角γ=0°,
这时主动件CD通过连杆作用于从动件AB上的
力恰好通过其回转中心,出现了不能使构件AB转动的“顶死”现
象,
机构的这种位置称为“死点”
例2 曲柄滑块机构的死点位置
例3 摆动导杆机构的死点位置
例1 曲柄摇杆机构的死点位置
平面四杆机构的基本知识(4/5)
(1)克服死点的方法
1)利用安装飞轮加大惯性的方法,借惯性作用使机构闯过死
点。
2)采用将两组以上的同样机构组合使用,而使各组机构的死
点位置相互错开排列的方法。
(2)死点的应用
例1 飞机起落架收放机构
例2 折叠式桌的折叠机构
平面四杆机构的基本知识(5/5)