常用機構(四連桿機構).ppt

了解常用四桿機構的基本類型和應用。 對急回特性、傳動角、壓力角、死點位置等有明確概念。,內 容 平面四桿機構的基本類型 平面四桿機構的演化 平面四桿機構的特點及設計,第2節(jié) 平面鉸鏈四連桿機構,一、鉸鏈四桿機構,平面連桿機構的基本型式是鉸鏈四桿機構 其余四桿機構均是由鉸鏈四桿機構演化而成的,鉸鏈四桿機構,結構特點：四個運動副均為轉動副 組成：機架、連桿、連架桿,機架：固定不動的構件AD 連架桿：直接與機架相連的構件 AB、CD 連桿：不與機架相連的構件BC 曲柄：能作整周轉動的連架桿 搖桿：不能作整周轉動的連架桿,連桿,連架桿,連架桿,機架,曲柄,搖桿(擺桿),(周轉副),(擺轉副),按連架桿不同運動形式分： (1) 曲柄搖桿機構 (2) 雙曲柄機構 (3) 雙搖桿機構,曲柄搖桿機構,(1) 曲柄搖桿機構,結構特點：連架桿1為曲柄，3為搖桿 舉例：攪拌器機構 雷達天線機構,用途：改變運動形式 回轉遙感擺動 搖桿擺動回轉,(2) 雙曲柄機構,結構特點：二連架桿均為曲柄 舉例：振動篩機構 變速,特殊雙曲柄機構：,平行四邊形機構 特點：二曲柄等速 運動不確定問題,反平行四邊形機構 結構特點：二曲柄轉向相反,車門開閉機構,(3) 雙搖桿機構,結構特點：二連架桿均為搖桿 舉例: 鶴式起重機,特殊機構,等腰梯形機構 實例: 汽車前輪轉向機構,(1) 曲柄存在條件,f,設 AB 為曲柄, 且 a<d .,由 BCD :,b+cf 、,b+f c 、,c+f b,以 fmax = a + d ， fmin = d - a 代入并整理得：,b+c a+d 、 b+d a+c 、 c+d a+b,并可得: a<b 、 a<c 、 a<d .,（以曲柄搖桿機構為例）,曲柄存在的條件： (1)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度和。 (2)曲柄是最短桿。,3 鉸鏈四桿機構類型的判別：,鉸鏈四桿機構類型的判別： 當Lmax+LminL(其余兩桿長度之和)時 最短桿是連架桿之一曲柄搖桿機構 最短桿是機架 雙曲柄機構 最短桿是連桿 雙搖桿機構 當Lmax+LminL(其余兩桿長度之和)時 雙搖桿機構,曲柄存在的條件： (1)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和 (2)曲柄是最短桿。,機構演化方法,改變桿件長度，用移動副取代回轉副 擴大回轉副 變更機架等,二、鉸鏈四桿機構的演化,曲線導軌曲柄滑塊機構,e 0,偏置式曲柄滑塊機構,對心式曲柄滑塊機構,對CD桿等效轉化,轉動副變成移動副,（1）改變桿件長度, 曲柄滑塊機構,e 偏心距 e =0 為曲柄滑塊機構 e0 為偏置曲柄滑塊,運動特點： 曲柄的回轉運動變換為滑塊的往復直線運動（如空壓機） 或將滑塊的往復直線運動變換為回轉運動（如內燃機）。,（2）選不同構件作機架,曲柄滑塊機構,導桿機構,變更機架,曲柄滑塊機構 例,導桿機構 例,曲柄搖塊機構,移動導桿機構 （定塊機構）,曲柄搖塊機構,移動導桿機構,導桿機構,將曲柄滑塊機構中的曲柄作 為機架，既變?yōu)閷U機構。,轉動導桿機構： BCAB 導桿可作360回轉,擺動導桿機構： BC<AB 導桿在小于360范圍內擺動。 （牛頭刨床的主傳動機構）,(3)擴大回轉副,曲柄滑塊機構,(擴大回轉副),偏心輪機構,偏心輪機構,曲柄搖桿機構中，將曲柄上的轉動副B的半徑擴大至超過曲柄的長度，曲柄變成一個幾何中心與回轉中心不重合的圓盤，稱為偏心輪。,提高偏心軸的強度和剛度、簡化結構,偏心輪用在： 曲柄銷承受較大沖擊載荷、曲柄長度較短及需要裝在直軸中部的機器之中的機構中.,還如： 腳踏砂輪機構 顎式破碎機。,三、平面四桿機構的傳動特性,急回特性 死點位置 壓力角和傳動角,當回程所用時間小于工作行程所用時間時，稱該機構具有急回特征 極位夾角： 對應從動桿的兩個極限位置, 主動件兩相應位置所夾銳角. 急回特性分析： 1 = C 1 = 1 t1 =1800 + 2 = 1 t2 =1800 - t1 t2 , v2 v1 行程速比系數(shù)K,急回特征,K=1, 無急回特性 qK急回特征越顯著,急回特性的應用例：牛頭刨工作要求,壓力角,a,從動桿(運動輸出件)受力點的力作用線與該點速度方位線所夾銳角. (不考慮摩擦),傳動角,g = d,g = 1800 - d,壓力角的余角.,(連桿軸線與從動桿軸線所夾銳角),壓力角和傳動角,(3) 傳力特性,g, 傳動不利，設計時規(guī)定 4050,通常，機構在運動過程中傳動角是變化的，最小值在哪？,最小傳動角 min,D,d, =0 cos =1 cos min =180 cos = 1 cos max,分析, min 或 max 可能最小,曲柄搖桿機構,當曲柄主動時,在曲柄與機架共線的兩個位置之一,傳動角最小.,死點: 傳動角為零g=0(連桿與從動件共線),機構頂死,死點,利用構件慣性力 實例:家用縫紉機 采用多套機構錯位排列 實例:蒸汽機車車輪聯(lián)動機構 蒸汽機車兩側利用錯位排列的兩套曲柄滑塊機構使車輪聯(lián)動機構通過死點,克服死點的措施,實例:夾具 飛機起落架機構,死點的利用,2-3 平面四桿機構的特點及其設計,一、平面四桿機構的特點 二、平面四桿機構的設計,一、平面四桿機構的特點,全低副（面接觸），承受沖擊力，易潤滑，不易磨損 運動副結構簡單，易加工 運動規(guī)律多樣化、點的運動軌跡多樣化 運動副累積誤差大，效率低 慣性力難以平衡，不宜用于高速 不能精確實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律，設計計算較復雜,機架,連桿,設計類型 1.實現(xiàn)連桿給定位置 2.實現(xiàn)預定運動規(guī)律 例如:從動件的急回運動特性 3.實現(xiàn)預定運動軌跡 方法：解析法、作圖法、實驗法,二. 平面四桿機構的設計,如實現(xiàn)預定的連桿位置要求 機構能引導剛體（一般為連桿）通過一系列給定位置,例：飛機起落架機構: 要求實現(xiàn)機輪放下和收起兩個位置 鑄造翻砂機構: 要求實現(xiàn)兩個翻轉位置,1. 實現(xiàn)連桿給定位置機構, D,設計,已知活動鉸點B、C中心位置，求固定鉸鏈A、D中心位置。,B1,C1,B2,C2,四桿機構 AB1C1D 為所求.,A ,實現(xiàn)連桿給定的三個位置,B1,C1,B2,C2,B3,C3,A,D,四桿機構 AB1C1D 為所求.,2.具有急回特性的機構,按給定的 K 值,設計曲柄搖桿機構,1） 給定 K、y、LCD,q,2q, 分析.,900 - q,900 - q,2q,A,E,B,C,AC1=BC-AB,AC2=BC+AB,曲柄搖桿機構 ABCD 為所求., 設計.,2） 給定 K、y、LCD 、 g .,gmin,g2 gmin,A0, 分析., 設計.,gmin 須不小于 g .,實現(xiàn)預定軌跡的設計 即要求機構中連桿上某點的軌跡能與給定的曲線相一致,或能通過給定曲線上的若干有系列的點,如:攪拌器機構要求連桿上某點按攪拌特點生成某種軌跡,3實現(xiàn)預定運動軌跡機構,實驗法、 圖譜法、 解析法.,設計,連桿曲線圖譜,作業(yè): 3-1,3-2,3-3,