平面連桿機構設計

第 八 章 平 面 連 桿 機 構 及 其 設 計用 低 副 連 接 而 成 的 平 面 機 構 。 只 用 于 速 度 較 低 的 場 合 。1、 能 實 現 多 種 運 動 形 式 。 如 ： 轉 動 ， 擺 動 ， 移 動 ， 平 面 運 動2、 運 動 副 為 低 副 ：面 接 觸 ： 承 載 能 力 大 ； 便 于 潤 滑 。 壽 命 長幾 何 形 狀 簡 單 便 于 加 工 ， 成 本 低 。3、 缺 點 ： 只 能 近 似 實 現 給 定 的 運 動 規(guī) 律 ； 設 計 復 雜 ； 8 1 連 桿 機 構 及 其 傳 動 特 點 鉸 鏈 四 桿 機 構 ： 構 件 之 間 都 是 用轉 動 副 聯 接 的 平 面 四 桿 機 構組 成 ：機 架 固 定 不 動 的 構 件 。連 架 桿 與 機 架 相 聯 接 的 構 件 。分 為 ： 曲 柄 能 整 周 轉 動 搖 桿 不 能 整 周 轉 動連 桿 不 直 接 和 機 架 相 聯 的 構 件 1A 42 3CB D 8 2 平 面 四 桿 機 構 的 類 型 和 應 用1、 平 面 四 桿 機 構 的 基 本 型 式 曲 柄 搖 桿 機 構 雙 曲 柄 機 構 平 行 四 邊 形 機 構 及 應 用 雙 搖 桿 機 構 2、 平 面 四 桿 機 構 的 演 變 型 式一 、 曲 柄 滑 塊 機 構 DA B C D B A1 2 3 4 1 2 3 4CKc Kc B 1A 324 CB 2 4 1A C e 3 轉 動 副 轉 化 成移 動 副 e 0， 偏 置 曲 柄 滑 塊 機 構 e=0， 對 心 曲 柄 滑 塊 機 構曲 柄 滑 塊 機 構 的 類 型偏 距 e 曲 柄 滑 塊 機 構 的 運 動 特 性Ae B2B1 C1 2C慢 行 程1 2 1 偏 距 e行 程 H C1C2極 位 夾 角 二 、 曲 柄 滑 塊 機 構 的 演 變 CB1 B2A 12擺 動 導 桿 機 構 ： =1、 導 桿 機 構 轉動導桿機構 定塊機構搖塊機構雙滑塊機構 A DCB 21 4 3 A DCB1 2 344A1 B 2 D3C偏 心 輪 的 演 化 過 程三 、 偏 心 輪 機 構 B 1A 324 C Kc B 1 4 3 C 2 Kc A 3 2 A C B 4 1 s sinABlS =四 、 正 弦 機 構 構 件 3為 機 架 移 動 導 桿鉸 鏈 四 桿 機 構 ：構 件 4為 機 架 ， 曲 柄 搖 桿構 件 1為 機 架 ， 雙 曲 柄構 件 2為 機 架 ， 曲 柄 搖 桿構 件 3為 機 架 ， 雙 搖 桿 曲 柄 滑 塊 機 構 ：構 件 4為 機 架 曲 柄 滑 塊構 件 1為 機 架 轉 動 導 桿構 件 2為 機 架 曲 柄 搖 塊41 2 341 2 3五 、 機 構 演 變 小 結 （ 若 1能 繞 A整 周 相 對 轉 動 ， 則 存 在 兩 個 特 殊 位 置 ）a+d b+c (1)bc+d-a即 a+b c+d (2)ce AC2E： a+be 即 有 曲 柄 的 條 件 :ba+e e=0, ba 曲 柄 滑 塊 機 構 有 曲 柄 的 條 件 某 些 機 構 （ 如 曲 柄 搖 桿 機 構 ） 中 ， 原 動 件 作 勻 速 轉 動 ，從 動 件 作 往 復 運 動 的 機 構 ， 從 動 件 正 行 程 和 反 行 程 的 平均 速 度 不 相 等 。 急 回 運 動行 程 速 比 系 數 ()1從 動 件 慢 行 程 平 均 速 度從 動 件 快 行 程 平 均 速 度=K2、 急 回 運 動 和 行 程 速 比 系 數 2180 180 2121 = += 2211 , tt從 動 件 慢 行 程 快 行 程 180 180 21211 21 2 1212 += tttCC t CCvvK A D1B 2 B 1C 1B 2 2CC 11180 += KK 極 位 夾 角 （ C2AC1） AB1和 AB2所 夾 的 銳 角搖 桿 的 擺 角 y（ C1DC2） 搖 桿 兩 極 限 位 置 的 夾 角 B2B A vcminB1 D2Cmax 1CPCn tPPcosPPt = sinPPn = 90 =+ ,90 = 180,90 = 壓 力 角 :從 動 件上某 點 的 受 力 方 向 與 從動 件 上 該 點 速 度 方 向 的 所 夾 的 銳 角 。傳 動 角 ： P與 Pn夾 角 ，最 小 傳 動 角 min一 般 要 求 ： min 40出 現 在 原 動 件 和 機 架 共 線 的 位 置 3、 壓 力 角 和 傳 動 角 90,0 = C1 C2 DPA B1B2機 構 停 在 死 點 位 置 ， 不 能 起 動 。運 轉 時 ， 靠 慣 性 沖 過 死 點 。曲 柄 為 從 動 件 ， 當 機 構 處 于 曲 柄 和 連桿 共 線 的 兩 個 位 置 時 ， 原 動 件 通 過 連桿 作 用 于 曲 柄 的 力 通 過 曲 柄 轉 動 中 心 ，不 產 生 轉 矩 。4、 死 點 位 置 8 4 平 面 四 桿 機 構 的 設 計設 計 方 法 ： 1、 圖 解 法 ， 2、 解 析 法 ， 3、 圖 譜 法 ， 4實 驗 法選 型 ：運 動 尺 寸 設 計 ：確 定 連 桿 機 構 的 結 構 組 成 ： 構 件 數 目 ， 運 動 副 類 型 、 數 目 。確 定 機 構 運 動 簡 圖 的 參 數 ： 轉 動 副 中 心 之 間的 距 離 ； 移 動 副 位 置 尺 寸1、 實 現 構 件 給 定 位 置2、 實 現 已 知 運 動 規(guī) 律3、 實 現 已 知 運 動 軌 跡設 計 要 求 ：1、 平 面 連 桿 機 構 設 計 的 基 本 問 題 B1 B2 B3 C2 C3C1A D c23c12b23b12 直 接 量 取 ： AB、CD、 AD的 值 ， 則lAB ABmllCD CDmllAD ADmlml作 圖 比 例2、 用 作 圖 法 設 計 平 面 四 桿 機 構1） 按 照 給 定 的 連 桿 位 置 設 計 四 桿 機 構1） 已 知 連 桿 長 度 及 三 個 位 置 ， 設 計 該 鉸 鏈 四 桿 機 構 。 （ 若 已 知 2個 位 置 ， 無 窮 解 。 ） 2） 按 照 給 定 的 行 程 速 比 系 數 K設 計 四 桿 機 構分 析 ： C1 C2DyqAB 1 B2 Aq AC1=BC ABAC2 BC ABa)已 知 ： 曲 柄 搖 桿 機 構 ， 搖 桿 CD長 度 ， 擺 角 ， K設 計 此 機 構 （ 確 定 曲 柄 和 連 桿 長 ） 設 計 步 驟 DC1 C2y111801 += KK、2、 選 比 例 。 例 如 mmmml 12 =3、 在 適 當 位 置 作 點 D。 然 后 作 DC1和DC2， 使 C1DC2 90 A4、 用 直 線 連 結 C1和 C2。 過 C1作 C1C2的垂 線 ， 過 C2作 與 C1C2成 90 q角 的 另一 直 線 ， 兩 直 線 相 交 于 點 A5、 過 C1、 C2及 A 三 點 作 圓 ， 固 定鉸 鏈 A在 此 圓 周 上 ， 可 結 合 其 它 條件 確 定 A的 位 置6、 連 接 并 量 取 AC1和 AC2。 則 ： A OlAB ml(AC2 AC1 )/2 ; lBC ml( AC2AC1 )/2 。 B27、 依 據 所 求 到 的 桿 長 ， 作 出一 個 位 置 的 機 構 運 動 簡 圖 b)已 知 擺 動 導 桿 機 構 機 架 長度 以 及 K， 設 計 此 機 構 。解 ： y= 11180 += KKy2 CADy 1qC2 w 3） 已 知 偏 置 曲 柄 滑 塊 機構 的 行 程 H， 偏 距 e及 K，設 計 此 機 構解 ： 11180 += KKHC1 C2 e90 OBA lAB ml(AC2 AC1 )/2 ; lBC ml( AC2 AC1 )/2 。