机械设计原理-连杆机构培训课件
机械原理第5章-连杆机构设计
5.3 多杆机构
缺点:行程大小的调节是通 过改变曲柄长度a的大小。 因此,改变行程的同时必然
改变了机构的急回特性。
a
m
2arcsina() b
k1 180m 2 180m
(1) 要求机构有较大行程的往复移动,且有显著的急回特性时
B ①
①
①
θ
C
A
①
对心曲柄滑块机构
a
+
a
回转导杆机构
A B
调节行程的大小只须改变AB的长度,而不改变机构的急回特性。 插床利用了回转导杆机构的变速转动性质。
a 1 ,b c d 2 的 一 族 连 杆 曲 线
5.2.2 曲柄滑块机构
B
B
C C
A A
D B
C A
转动副D的同性异形演化。
曲柄滑块机构可看作 由曲柄摇杆机构演化 而得。
e = 0, 对心曲柄滑块机构 e 0 , 偏置曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构
曲柄回转中心A在过C点导路延长线上,称对心曲柄滑块机构
MC1C290
2. 以M为圆心,MC1为半径 画圆,则圆上圆弧 C 1 C 2 所对应的圆心角
C1MC2 2
3. 则在此圆上任选一点A, 都满足圆上圆弧 C 1 C 2
4. 所对应的圆周角
C1AC2
不要忘记检验机构中是否存在曲柄!
C2
C1
90
b MM
A a B1
D
B2
M
AC1 ba
AC2 ba
+
B ①
①
θ
A
① C
①
A1
+
2 3
连杆机构实用PPT课件PPT课件
(1)曲柄摇杆机构
平面连杆机构的类型、特点和分类
特征:曲柄+摇杆
作用:将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
雷达天线俯仰机构
搅拌机构Байду номын сангаас
( 曲柄主动 )
第5页/共54页
缝纫机踏板机构 ( 摇杆主动 )
(2)双曲柄机构 特征:两个曲柄 作用:将等速回转转变为 等速或变速回转。
平面连杆机构的类型、特点和分类
第22页/共54页
4.急回特性
平面连杆机构的运动和动力特性
从动件作往复运动的平面连杆机构中,若从动件工作行程的平 均速度小于回程的平均速度,则称该机构具有急回特性。
在曲柄摇杆机构中,当 从动件(摇杆)位于两 极限位置时,曲柄与连 杆共线。此时对应的主 动曲柄之间所夹的锐角θ 叫作极位夹角。
第23页/共54页
第六章 连 杆 机 构
§6-1 平面连杆机构的类型、特点和应用 §6-2 平面连杆机构的运动和动力特性 §6-3 平面连杆机构的综合概述和刚体位移矩阵 §6-4 平面刚体导引机构的综合 §6-5 平面函数生成机构的综合 §6-6 平面轨迹生成机构的综合 §6-7 按行程速比系数综合平面连杆机构
第1页/共54页
1
其中,P为参考点。通常,P1、Pj和 α1j同时给定。
第32页/共54页
Qj
1
D1 j
Q1
1
其中:
d11 j d12 j d13 j
[D1j ]
d 21 j
d 22 j
d
23
j
0 0 1
平面连杆机构的综合和位移矩阵
cos1 j
=
sin
1
j
机械设计基础知识培训课件(PPT102页)
③如果四杆中有两个构件长度相等且均为最短,若另 两杆长度不相等,则不存在整转副; 若两杆长度也相等, 则两最短杆相邻时,有三个整转副, 当两最短杆相对时, 有四个整转副。
平面四杆机构的设计
内容
3.1 平面四杆机构的类型及其应用
一、基本概念
1、铰链四杆机构: 全部用转动副相连的平面四杆机构。它是平面四杆 机构的基本型式,其它型式的四杆机构可看作是在它 的基础上通过演化而成的。
2、机架:机构的固定构件,如杆4 。 3、连杆:不直接与机架连接的构件,如杆2。 4、连架杆:与机架用转动副相连接的构件,如杆1、3 。
ad bc ①
b (d a) c c (d a) b
整理得 a b c d ②
acd b ③
将式①、②、③中的三个不等 式两两相加,化简后得④
a a
b c
④
a d
曲柄存在条件: ① 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和; ② 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。
若不满足①? 该机构只能是双摇杆机构。
判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构
a、b、c、d
Y
ad bc
N 双摇杆机构
以最短杆相邻杆为机架 以与最短杆相对的杆为机架
以最短杆为机架
曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双曲柄机构
铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件:
最长杆的杆长<其余三杆长度之和。
推论:
①如果四杆长度不满足杆长条件,则机构无周转副, 此时不论取哪个构件为机架,机构均为双摇杆机构;
机械原理课件第8章平面连杆机构及其设计
本章介绍了平面连杆机构的基本概念、分类、运动分析方法和设计原则,以 及通过设计实例来展示平面连杆机构的应用。让我们一起探索这个有趣而重 要的机械原理领域吧!
平面连杆机构简介
平面连杆机构是机械工程中常见的一类机构,由连杆和铰链连接而成。它们的运动以及如何将动力传递 至其他部件都是设计时需要考虑的重要因素。
以汽车发动机中的连杆机构设计为例,通过优化连杆长度和转动角度,提高 功率输出和燃油效率。
平面连杆机构的设计步骤
1
需求分析
明确机构的工作要求,包括运动形式、
构想设计
2
速度要求等。
根据需求,初步构想机构的组成和结
构形式,并进行快速仿真验证。
3
细化设计
对构想设计进行细化,确定材料、尺
制造和调试
4
寸和制造工艺等。
按照设计图纸制造机构,并进行装配 和调试,确保运动性能符合要求。
平面连杆机构设计实例
平面连杆机构的基本组成
连杆
连杆是平面连杆机构中最基本的元件,常见的包括曲柄、摇杆和滑块。
铰链
铰链是连接连杆的关节,它们允许连杆相对运动,并使机构能够完成所需的动作。
驱动力
驱动力(如电机或手动操作)通过连杆传递运动,实现机构的工作。
平面连杆机构的分类
曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构由一个曲柄和一 个摇杆组成,广泛用于活塞式 发动机和机械手臂等应用中。
双摇杆机构
双摇杆机构由两个摇杆组成, 常用于切割机、绞盘等需要定 向力的设备。
滑块曲柄机构
滑块曲柄机构包括一个滑块和 一个曲柄,常见于发动机的曲 轴机构。
平面连杆机构的运动分析方法
1 刚体分析法
机械设计基础.连杆机构
不同类型的连杆机构
四杆机构
由四个杆件和四个关节组成, 常用于平移和旋转运动的转 换。
曲柄滑块机构
由曲柄、连杆和滑块组成, 用于将旋转运动转化为直线 运动。
双曲柄机构
由两个曲柄、连杆和滑块组 成,常用于往复运动的转换。
连杆机构的运动分析
连杆机构的运动分析包括确定杆件的位置、速度和加速度,以及分析关联元 件在不同条件下的运动特性。
连杆机构的设计要点
1 强度和刚度
连杆材料的选择和尺寸设 计要满足强度和刚度的需 求。
2 运动关节的设计
3 减少运动噪音
关节的设计要考虑到磨损、 摩擦和润滑等因素。
采用合适的材料和润滑方 式可以有效减少连杆机构 的运动噪音。
常见的连杆机构应用举例
内燃机
连杆机构将活塞运动转化为曲轴的旋转运动,实现 发动机的工作。
起重机
连上下运动。
机器人臂
连杆机构用于机器人臂的关节,实现灵活的运动和 抓取功能。
自行车
脚踏板和齿轮系统通过连杆机构将人的脚力转化为 车轮的旋转运动。
总结
连杆机构是机械设计中不可或缺的一部分。通过了解其定义、原理、分析和设计要点,我们能够更好地应用它 们于实践中。
机械设计基础.连杆机构
在机械设计中,连杆机构是一种关键的元件。了解连杆机构的定义、原理以 及运动分析,让我们能够更好地设计和应用机械系统。
机械设计基础
机械设计是将工程原理和技术应用于机械系统的过程。它涉及材料选择、构 建模型、工程计算以及系统优化。
连杆机构的定义与原理
连杆机构是由连接杆件和关节组成的机械系统。它基于欧拉运动方程和级数法等原理,用于转换和传递运动。
机械原理第五章 连杆机构设计
4. 曲柄滑块机构存在曲柄的条件
根据曲柄摇杆机构的演化过程及曲柄摇杆机构曲柄存在的 条件,机架为无穷大+偏距e,则有: 偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件:
a
b
① a+e≤b; ② a为最短杆。
若偏距=0,则得对心曲柄滑块机构有曲柄的条件:
① a≤b; ② a为最短杆。
例5-1 图示铰链四杆机构,lBC=50mm,lCD=35mm, lAD=30mm,AD为机架,若为曲柄摇杆机构, 试讨论lAB的取值范围。
机械原理 第五章 平面连杆机构及其设计
§5-1 平面连杆机构的应用及传动特点
§5-2 平面四杆机构的类型和应用
§5-3 平面四杆机构的一些共性问题 §5-4 平面四杆机构的设计
§5-1 平面连杆机构的应用及传动特点
应用举例 如:四足机器人(图片、动画)、内燃机中的曲柄滑块机构、 汽车刮水器、缝纫机踏板机构、仪表指示机构等。
锻压机肘杆机构
可变行程滑块机构
汽车空气泵
单侧曲线槽导杆机构
3)可用于远距离操纵、重载机构,如:自行车手闸机构,挖掘 机等。 4)连杆曲线丰富,可实现特定的轨迹要求,如:搅拌机构, 鹤式起重机等。
挖掘机
搅拌机构
鹤式起重机
二、平面连杆机构的缺点 1)运动副中的间隙会造成较大累积误差,运动精度较低。 2)多杆机构设计复杂,效率低。 3)多数构件作变速运动,其惯性力难以平衡,不适用于高速。 多杆机构大都是四杆机构组合或扩展的结果。 六杆机构及六杆机构的实际应用 本章介绍四杆机构的分析和设计。
1)最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和;(杆长条件) 2)组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。 2. 铰链四杆机构存在曲柄的条件
1)各杆长度应满足杆长条件; 2)最短杆为连架杆或机架。
机械原理课件第5章 连杆机构设计
第五章 平面连杆机构及其设计 §5-1平面连杆机构的应用及传动特点§5-2平面四杆机构的类型和应用§5-3平面四杆机构的一些共性问题§5-4 平面四杆机构的设计1)低副便于加工、润滑;构件间压强小、磨损小、承载能力大、寿长;2)连杆机构型式多样,可实现转动、移动、摆动、平面复合运动等运动形式间的转换。
如:锻压机肘杆机构,单侧曲线槽导杆机构,汽车空气泵,可变行程滑块机构,等。
一、平面连杆机构的优点和应用平面连杆机构:各构件全部用低副联接而成的平面机构(低副机构).例如:四足机器人(图片、动画)、内燃机中的曲柄滑块机构、汽车刮水器、缝纫机踏板机构、仪表指示机构等。
曲柄滑块机构摆动导杆机构常见平面连杆机构:铰链四杆机构(雷达天线,飞剪,搅拌机)锻压机肘杆机构可变行程滑块机构3)可用于远距离操纵、重载机构,如:自行车手闸机构,挖掘机等。
4)连杆曲线丰富,可实现特定的轨迹要求,如:搅拌机构,鹤式起重机等。
挖掘机搅拌机构鹤式起重机二、平面连杆机构的缺点1)运动副中的间隙会造成较大累积误差,运动精度较低。
2)多杆机构设计复杂,效率低。
3)多数构件作变速运动,其惯性力难以平衡,不适用于高速。
多杆机构大都是四杆机构组合或扩展的结果。
本章介绍四杆机构的分析和设计。
六杆机构及六杆机构的实际应用一、 铰链四杆机构的基本型式和应用铰链四杆机构:全部用回转副联接而成的四杆机构。
连架杆——与机架相联的构件;周转副——组成转动副的两个构件作整周相对转动的转动副;曲柄1——作整周定轴回转的构件;摇杆3——作定轴摆动的构件;转动副摆转副(C、D)周转副(A、B)铰链四杆机构分为:曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
1.曲柄摇杆机构铰链四杆机构中,若两连架杆中有一个为曲柄,另一个为摇杆,则称为曲柄摇杆机构。
实现转动和摆动的转换。
雷达天线俯仰机构缝纫机踏板机构应用(动画演示):雷达天线俯仰角调整机构,飞剪机构,搅拌机构,摄影机抓片机构、缝纫机踏板机构等。
机械原理 第03章 连杆机构
平面四杆机构具有急回特性的条件: (1)原动件作等速整周转动;
(2)输出件作往复运动;
(3)
0
B2
2.曲柄滑块机构中,原动件AB以 1等速转动 B 2 b B 1 C2 C3 a b 2 1 1 1 a B1 C2 C 3 C1 B1 H A
A
C1
4
4
H
B2
偏置曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构 H=2a, 0 ,无急回特性。
一.平面四杆机构的功能及应用
1 .刚体导引功能 2.函数生成功能 3.轨迹生成功能 轨迹生成功能 是指连杆上某点通过某一 预先给定轨迹 的功能。 连杆
§2-4 平面四杆机构运动设计的基本问题与方法
一.平面四杆机构的功能及应用
1 .刚体导引功能 3.轨迹生成功能 2.函数生成功能 4.综合功能 O1 D1 上剪刀 D2 下剪刀
(b>c) (2b)
'
B
1
a
A
b
c
d
4
D r 3
C b 3 c
a-d
B2
r2
d c a b (2a )
d b a c (2b')
由(1)及(2a' )(2b')可得
d+a
d a , d b, d c
铰链四杆机构的类型与尺寸之间的关系:
在铰链四杆机构中: (1)如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其它两杆 长度之和 ——满足杆长和条件 且: 1 以最短杆的相邻构件为机架,则此机构为以最短杆 为曲柄的曲柄摇杆机构; 2 以最短杆为机架,则此机构为双曲柄机构;
2 4
摆动导杆 机构
导杆:
C 3
机械设计基础-平面连杆机构
平面连杆机构的运动分析
运动分析是设计平面连杆机构中的重要步骤,通过分析各部件的运动规律和 约束关系,可以确定机构的性能和工作范围。
实例与案例分析
案例一
设计一个机械手臂,使其能够在不同位置和角度进 行精确定位。
案例二
设计一个车门开闭机构,使其能够平稳地打开和关 闭。
机械设计基础-平面连杆机构
这个幻灯片将介绍平面连杆机构的基本知识,包括组成、作用、种类、设计 要点、运动分析以及实例与案例分析。
平面连杆机构简介
平面连杆机构是一种常见而重要的机械传动机构,它由连杆、铰链和机构连接件组成,用于将旋转运动转化为 直线运动或相反。
平面连杆机构的组成
连杆
起支撑作用,将旋转运动转化为直线运动。
由滑块和曲杆组成,常用于发动 机的活塞连杆传动。
四连杆机构
由四个连杆组成,常见于机械手 臂和门的开闭机构。
平面伸缩杆机构
通过类似电车接触网的结构实现 伸缩变形。
平面连杆机构的设计要点
1
连杆比例设计
确定连杆的比例关系以实现所需的运动。
铰链选型
2
选择合适的铰链类型和尺寸以满足设计
要求。
3
机构连接方式
选择适当的机构连接件和连接方式以保 证机构的稳定性。
铰链
连接连杆和机构连接件,使其能够相对运动。
机构连接件
固定在机构上,用于连接铰链和机构化为直线运动或相反。
2 传递力量
通过连杆将动力从一个地方传递到另一个地方。
3 控制位置
通过调整连杆的长度和角度来控制机构的位置。
平面连杆机构的种类
滑块曲杆机构
机械原理四连杆机构全解PPT课件
§4-2 铰链四杆机构的演化
一、铰链四杆机构的曲柄存在条件 铰链四杆机构中是否存在曲柄,取决于机构各杆的相对长度和机架的选
择。如图4-13所示的机构中,杆1为曲柄,杆2为连杆,杆3 为摇杆,杆4为机架, 各杆长度以l1、l2、l3、l4表示。为了保证曲柄1整周回转,曲柄1必须能顺利通过与 机架4共线的两个位置AB’和AB’’。
第51页/共87页
2.导杆机构 图4-16a)所示为曲柄滑块机构。
若取曲柄为机架,则为演变为导 杆机构,如图4-16b)所示。
若AB<BC,则杆2和杆4均可作整周回转,故称为转动导杆机构。若AB>BC,则杆4 均只能作往复摆动,故称为摆动导杆机构。
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图4-17牛头刨床的摆动导杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构 双摇杆机构
第5页/共87页
一、 曲柄摇杆机构
在铰链四杆机构中,若两个连架杆,一个为曲柄,另一个为摇杆,则 此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。
图4-2所示为调整雷达天线俯仰角的曲柄摇杆机构。曲柄1缓慢地匀速转 动,通过连杆2使摇杆3在一定的角度范围内摇动,从而调整天线俯仰角的大小。
第19页/共87页
在实际应用中,为度量方便起见,
常用压力角的余角来衡量机构传力性 能的好坏,称为传力角。显然值越大 越好,理想情况是=90。
一般机械中,=40~50。
大功率机构,min=50。
非传动机构,<40,但不能过小。
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确 定 最 小 传 动 角 min 。 由 图 4-5 中
第25页/共87页
图4-6 利用死点夹紧工件的夹具
第26页/共87页
二、双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。
曲柄连杆机构精讲PPT培训课件
百分表
➢ 百分表利用指针和刻度将心轴移 动量放大来表示测量尺寸,主要用 于测量工件的尺寸误差以及配合间 隙。
一般汽车修理厂是采用最小 刻度为1/100mm的百分表的居多。 同时百分表可以和夹具配合使用。
1.量缸表
➢量缸表也叫内径百分表,是利用百分表制成的测量仪 器,也是用于测量孔径的工具。在汽车维修中,量缸表 通常用于测量汽缸的磨耗量及内径。
湿缸套
外壁直接与冷却水接触。
1)壁厚较厚(5mm~ 9mm); 2) 散热效果好; 3) 易漏水漏气; 4) 易穴蚀。
示意图
强度和刚度 都较好,加 工复杂,拆 装不便,散
热不良。
性能 如何?
散热良好、冷 却均匀、加工 容易。 强度和刚度不 如干缸套,易 漏水。
气缸体的检修
1、气缸体变形的检修 2、气缸体裂纹的检修
量缸表测量气缸磨损
1)量缸表的结构
百分表 表杆 替换杆件 替换杆件紧固螺钉
二、测量步骤
1.清洁气缸筒内部,并检查是否有明显 的划痕 ;清洁工作台检查工量具。
2、游标卡尺清洁和校零,测 量气缸直径
使用游标卡尺测量缸径后获得 基本尺寸,利用这些长度作为选 择合适杆件的参考。
查找维修手册,得到标准缸径
2
20. 投标保证金
3判断该气缸能否再实用
9.整理并清洁工量具
2、气缸盖与燃烧室汽缸盖_高清.mp4 1)气缸盖(汽油机多为整体式;柴油机多为分开式)
功用: 密封气缸的上部,与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 工作条件: 由于接触温度很高的燃气,所以承受的热负荷很大。 材料: 灰铸铁或合金铸铁,铝合金。
高度小,布置方便。平顺稳定, 重心低,利于操控。但工艺要求 高,维护保养费用高。
机械设计基础课件-2-3平面连杆机构
定义
2-3平面连杆机构由两个或三 个连杆以及其它连接件组成 的一种机械机构。
连杆
连杆是机构的主要组成部分, 负责传递力、转动和滑动运 动。
连接件
连接件用于连接连杆,并保 证其固定和自由运动。
2-3平面连杆构中各连杆和连接件的长度和位置。
2
步骤二
使用运动学原理分析各连杆的运动轨迹和速度。
使用尽可能少的连杆和连接件, 减少运动系统中的摩擦和能量 损失。
运动可靠
确保连杆机构在运行中稳定、 可靠,并且符合预期的运动要 求。
易于维护
设计机构时考虑到维护和维修 的方便性,减少因故障导致的 停机时间。
2-3平面连杆机构的应用与案例分析
应用领域 汽车工业 机械工业 航空航天
案例 悬挂系统、刹车系统 压力机、冲床 升降舵、襟翼机构
总结与展望
2-3平面连杆机构是一种重要的机械结构,广泛应用于各个领域。未来,随着技术的不断发展,它将在更多的 领域得到应用和改进。
3
步骤三
根据运动分析结果,优化连杆机构设计,并解决可能的运动干涉问题。
2-3平面连杆机构的驱动方式
1 电动驱动
通过电动机提供动力驱动 连杆机构的运动。
2 液压驱动
通过液压系统产生的压力 控制连杆机构的运动。
3 气动驱动
通过气动系统产生的压力 控制连杆机构的运动。
2-3平面连杆机构的设计原则
结构简单
机械设计基础课件-2-3平 面连杆机构
本课件将介绍2-3平面连杆机构的概述、定义与组成部分、运动分析、驱动方 式、设计原则、应用与案例分析,并总结与展望。
2-3平面连杆机构的概述
2-3平面连杆机构是一种基本的机械结构,由多个连杆构成,并通过铰链连接。 它具有简单的结构和广泛的应用领域。
机械原理--平面连杆机构及其设计 ppt课件
9
平行四边形机构应用举例
天平
B C
A
D
平行四边形机构运动不确定问题 第一种可能 第二种可能 改进措施 加虚约束构件 或加焊接构件
注意:在长边做机架的平行四边形机构中,当各构件位于一
条直线时(两曲柄与机架共线时)从动曲柄有可能反转,即
在曲柄通过机架位置时,存在pp运t课件动不确定。
10
3)逆(反)平行四边形机构
通过机构的倒置,曲柄摇杆机构可演变成如下机构:
C
C
B
B
A
D
曲柄摇杆机构
C
A
D
双曲柄机构 C
B
B
A
D
A
D
曲柄摇杆机构
ppt课件 双摇杆机构
26
•讨论1 (1)当已判明四杆机构有曲柄存在时,取不同构件为 机架会得到不同的机构: ■取与最短杆相邻的构件为机架则为曲柄摇杆机构 ■取与最短杆相对的构件为机架则为双摇杆机构 ■取最短杆为机架则为双曲柄机构
θ称为极位夹角。
摇杆的最大摆角:
注意:急位夹角为曲柄 两特殊位置间所夹锐角
BB
1 AA
B1
C1C
B2 B B
CC
CCC2
DD
BB
ppt课件
28
急回特性 摇杆的第一个极位
进程:摇杆从第一个极位DC1摆向第二个极位DC2的运动过程
对应进程曲柄转过的角度:α1 =180°+θ
对应摇杆从 C1D 位置摆到 C2D 转过的角度:φ
(4) 机构急回特性用于非工作行程可以节省时间
本节课后作业:8-1~8-3,8-5~8-9
ppt课件
32
曲柄滑块机构急回特征的判断
机械原理 第2章-连杆机构
图2-8a
图2-8b
内燃机内的核心构件活塞、连杆、曲轴和缸套就 是曲柄滑块机构。其活塞就是滑块,缸体就相当 于上图的机架,它的制造要求十分精密。
22
2、导杆机构
图2-9(a)就是和图2-8一样的曲柄滑块机构。但如果改AB杆(1杆)为 机架,就变为图(b)所示的导杆机构。在图(b)中,杆4称为导杆,滑 块3相对导杆滑动并一起绕 A点转动,通常把杆2作为原动件。在图(b) 中,由于L1<L 2,两连架杆2 和4 均可相对于机架 1整周回转,称为曲柄转 动导杆机构或转动导杆机构。 但图(b)中如果L1>L2,则图(b)就变成为图2-10了,此时连架杆4 就只能往复摆动,称为曲柄摆动导杆机构或摆动导杆机构。摆动导杆机 构在牛头刨床中应用较多,其简图见右下图。
〖1〗最短杆的对边作为机架,两连架杆就是二个摇杆。 〖2〗这时最短杆与最长杆长度之和不论小于或大于其余两杆长度之和都只 能得到双摇杆机构,且有,如果最短杆和最长杆长度之和大于其余两杆长 度之和,无论哪个构件作机架都只能得到双摇杆机构。
18
(3)双摇杆机构的应用
双摇杆机构有广泛的应用。如下面二图中都是由摇杆机构组成,它们 都是把最短边BC的对边AD作机架。请注意它们的运动轨迹,对左图鹤式 起动机,它能使E点沿水平线EE’移动,这对吊放物体很有利;而对于右 图飞机起落架,放下时ABC成一线,保证了稳定,收起时轮胎成水平,节 约了空间。这些设计十分巧妙,这是我们要学习的。
图2-2e
图2-2e1
图2-2e2 机车车轮联动机构
16
(3)双曲柄机构的应用 双曲柄机构也有一定的应用,如下面惯性筛就是一种, 但用的最多是平行四边形机构,所以又叫平行双曲柄机构。 下面的摄影平台升降机构,就是利用了平行四边形机构运 动中,构件始终保持水平的特点,使人站在上面不觉得倾 斜。
机械原理 平面连杆机构及设计课件
仿真分析
利用计算机仿真软件对机构进行模拟分析, 评估其性能。
实验测试
通过实际测试机构的性能,与理论分析进行 对比验证。
优化算法
采用遗传算法、粒子群算法等智能优化算法 ,对机构参数进行优化。
04
平面连杆机构的运 动分析
机构运动的基本方程
01
平面连杆机构的基本运动方程是 根据机构的运动学和动力学特性 建立的,它描述了机构中各构件 之间的相对运动关系。
刚度对机构性能的影响
刚度不足会导致机构运动失 真、振动等问题,影响其正 常工作。
06
平面连杆机构的实 例分析
曲柄摇杆机构的实例分析
曲柄摇杆机构是一种常见的平面连杆机构,它由曲柄、摇杆、连杆和机架组成。 曲柄旋转,通过连杆传递运动给摇杆,使摇杆在一定范围内摆动。
实例:缝纫机脚踏板机构。缝纫机脚踏板机构就是一个典型的曲柄摇杆机构的应 用。当脚踏板转动时,通过连杆将运动传递给摇杆,使机头上下摆动,完成缝纫 工作。
应力分析
通过计算机构各构件在工作状态下的应力分布,评估其强度是否 满足设计要求。
疲劳强度
考虑机构在循环载荷作用下的疲劳强度,预测其使用寿命。
可靠性分析
基于概率论和统计学方法,评估机构在各种工作条件下的可靠性。
机构的刚度分析
刚度定义
刚度表示机构抵抗变形的能 力。
刚度分析方法
通过有限元分析、实验测试 等方法,评估机构的刚度性 能。
双曲柄机构的实例分析
双曲柄机构由两个曲柄、连杆和机架组成。两个曲柄同时旋 转,通过连杆传递运动,使另一个曲柄产生相对的旋转运动 。
实例:飞机起落架机构。飞机起落架机构中的前轮转向机构 就是一个双曲柄机构的应用。当飞机滑行时,双曲柄机构使 前轮左右摆动,实现飞机的前轮转向。
连杆机构演示PPT优秀课件
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四杆机构从动件空回行程平均速度与工作行程平均速度
的比值称为行程速比系数,用 K 表示:
Kv v1 2c c1 1c c2 2tt1 2tt1 21 21 18 8 0 0 (2—1)
180 K1
为保证机构传动性能良好,
设计时通常应使:
min 40°大功率机械: min 50°
min 的位置如图 2 - 7:
曲柄与机架共线的位置之一。
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死点位置
死点位置:从动件的传动角 等 于零时机构所处的位置。
在左图中,当主动件摇杆CD
位于两个极限位置时,从动件曲
柄AB的传动角为零,机构此时处
有效分力 有害分力
压力角α越小,推动机械运动的 有效分力越大,所以压力角越小越好。
传动角γ :压力角的余角。
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传动角 越大,推动机械运动的有效分力越大,所以 传动角越大越好。
当连杆BC与摇杆CD的夹角 < 90 时: ;
当连杆BC与摇杆CD的夹角 > 90 时: 180 °- 。
单击……
曲柄:与机架相联并且作整周转动的构件; 连杆:不与机架相联作平面运动的构件; 摇杆:与机架相联并且作往复摆动的构件; 机架:支承传动零件 曲柄、摇杆—连架杆。
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曲 柄 摇 杆 机 构
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曲柄摇杆机构的类型及应用
单击……
颚式破碎机构
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平面连杆机构
将若干个构件用低副联 结起来并作平面运动的机构, 也称低副机构。
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最小传动角的确定
图示铰链四杆机构中,原动件为
AB。各杆长度为:a、b、c、d。
由图可见,γ 与
机构的∠BCD有关。 在ΔABD和ΔBCD中,
B
1 1 a A
F2
2b
C
F
c
F1vc
3
4d D
由余弦定理得:
B2D a 2 d2 2 a d co s
B2D b 2 c2 2 b c co B s CD
铰链四杆机构曲柄存在条件: 1、曲柄为最短杆; 2、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和
(4 )
满足上述条件时,取不同的构件为机架时,可 得三种不同性质的铰链四杆机构
取最短杆的邻杆为机架 ---曲柄摇杆机构
取最短杆的对杆为机架 ---双摇杆机构
取最短杆为机架 ---双曲柄机构 图10
4.2.1 运动特性 1.转动副为整转副的条件-----铰链四杆机构有曲柄的条件
C2
B
l2
C C1 l3
l1
B2 A
l4
B1
D
C2
B
l2
C C1 l3
l1
B2 A
l4
B1
D
在ΔB1C1D中,根据三角形任意两边之差
l3l2 l4 l1
必小于等于第三边,可得:
l2 l3 l4 l1
(1)
有∠BCDmax 。即曲柄与机架拉值共线时,机构将出现
最大值。
2C
B
1 1
vc
F
3
maCx 2
A
4
D B2
A
D
视频1
机构的死点位置
1.死点
图示曲柄摇杆机构,摇杆 CD为主动件,当机构处于连杆 与从动曲柄共线的两个位置时, 出现了传动角γ=o。的情况。 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,所以不能使构件AB转 动而出现“顶死”现象。机构的 此种位置称为死点。
则
BC cD o 1b2 sc2a2d22 ac dos
2 bc
BC cD o 1b2 sc2a2d22acdo s
2bc
1)当∠BCD <900时,γ =∠BCD,则γmin =∠BCDmin ,
由公式可知,当φ = 00时,有∠BCDmin 。即曲柄与机架重
4.1.1平面四杆机构的基本型式
全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆 机构
连杆
视频:2
连架杆 机架
平面四杆机构的基本型式 曲柄——作整周运动的构件 摇杆——作摆动的构件。
铰链四杆机构根据连架杆的运动形式不同分为:
○ 曲柄摇杆机构(视频1) ○ 双曲柄机构(视频2) ○ 双摇杆机构(视频3)
合共线时,机构将出现最小值。
B
1 1 a A
F2
2b
C
F
f
c
3
F1vc
4d D
A
C1 D
视频1
BC cD o 1b2 sc2a2d22acdo s
2bc
2)当∠BCD >900时,γ =1800-∠BCD,则γmin =
1800-∠BCDmax ,由公式可知,当φ = 1800时,
铰链四杆机构的三种基本型式 曲柄摇杆机构:指两连架杆一为曲柄,一为摇杆的铰链四杆机构。
双曲柄机构:指两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构。若机构中相对两杆平行 且相等,则成为平面四边形机构。
惯性筛
双摇杆机构:指两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构。
4.1.2 平面四杆机构的演化
由四杆机构的基本型式通过演化可以得到其它多种 结构型式。 常用的演化方法有 1、转动副变移动副 曲柄摇杆机构→曲柄滑块机构→双滑块机构
4 扩大移动副的尺寸
曲柄摇杆机构
偏心盘机构
(视频8) 機械原理視頻 连杆(1-2).avi
4.2 平面连杆机构的工作特性
平面连杆机构具有传递和变换运动,实现力 的传递和变换功能,前者称为平面连杆机构的运 动特性,后者称为平面连杆机构的传力特性。
了解了这些特征,对于正确选择连杆机构的 类型,进而进行机构设计具有重要指导意义。
C C1
C2
l2
B
l3
φ1
l1 θ
ψ
B1
l4
A
D
φ2
B2
行程速比系数
k
v2 v1
c1c2 /t2 c1c2 /t0-
或:
=180 k 1
k 1
结论:当θ≠0时,机构具有急回运动特性,θ角愈 大,K值愈大,急回运动特性愈显著。
3.运动连续性 1、运动连续性:当主动件连续运动时,从动件也能连续占据预定 的各个位置,称为机构具有运动的连续性。
第四章 连杆机构
连杆机构:由若干个构件通过低副连接而组 成,又称为低副机构。
平面连杆机构:所有构件均在相互平行的平 面内运动的连杆机构。
空间连杆机构:所有构件不全在相互平行的 平面内运动的连杆机构。
由于平面连杆机构不仅应用广泛,而且还往 往是多杆机构的基础;所以这里重点介绍平 面连杆机构.
4.1 平面连杆机构的类型
“最短构件与最长构件的长度之和 小于或等于其余两构件长度之和” 是必要条件, 如果不满足此条件, 无论取那个构件作为机架,都不存 在曲柄。
2 . 急回运动特性
在曲柄等速回转情况下,由于α1=180°+θ,α2=180°-θ, 所以t1>t2,摇杆往复摆动的平均速度为V2>V1.把摇杆的这种往 复摆动快慢不同的运动称为急回运动。 急回运动的程度可以用行程速比系数K来衡量:
视频11
①
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 曲柄摇杆机构 双摇杆机构
②
曲柄滑块机构 导杆机构
摇块机构
定块机构
(直动滑杆机构)
3. 变换构件形态 两个移动副的四杆机构 ①若选择构件2或4为机架时,就 是正弦机构; ②若改取构件3为机架,则为双滑块 机构; ③当取构件1为机架时,便演化为 双转块机构。
视频13
移项可得:
l1l3 l4l2
l1l2 l4l3
(2)
C2
B
l2
C C1 l3
l1
B2 A
l4
B1
D
l1l3 l4l2
l1l2 l4l3
在ΔB2C2D中,根据三角形任意两边之和必大于等 于第三边,可得:
l1 l4 l2 l3
(2)
(3 )
以上三式两两相加并化简可得: l1 l2 l1 l3 l1 l4
4.2.2 传力特性
1、压力角α
在不计重力、 摩擦力、惯性力的 条件下,机构中输 出件所受主动力的 方向线与该受力点 的绝对速度方向线 所夹的锐角。
B
2
1 1 A
4
F2
C
F
F1
3
V
D
2、传动角γ
压力角的余角,
γ=900-α。
min
α越小, γ越大,则机构传力性能越好。
常用传动角的大小和变化来衡量机构传力 性能的好坏。设计时通常要求γmin≥40°, 对于高速和大功率的传动机械, γmin≥50°。