連桿機構(gòu)的設計

《連桿機構(gòu)的設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《連桿機構(gòu)的設計（25頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 8-1 連 桿 機 構(gòu) 及 其 傳 動 特 點 第 八 章 平 面 連 桿 機 構(gòu) 及 其 設 計 8-2 平 面 四 桿 機 構(gòu) 的 類 型 和 應 用 8-3 平 面 四 桿 機 構(gòu) 的 基 本 性 質(zhì) 曲 柄 存 在 條 件 急 回 特 性 及 行 程 速 比 系 數(shù) 四 桿 機 構(gòu) 傳 動 角 、 壓 力 角 及 死 點 鉸 鏈 四 桿 機 構(gòu) 的 運 動 連 續(xù) 性 8-4 平 面 四 桿 機 構(gòu) 的 設 計用 解 析 法 設 計 四 桿 機 構(gòu)用 實 驗 法 設 計 四 桿 機 構(gòu)本講重點：本講難點：前述內(nèi)容復習 8-4 平 面 四 桿 機 構(gòu) 的 設 計一 、 平 面 連 桿

2、設 計 的 基 本 問 題1. 平 面 連 桿 機 構(gòu) 設 計 的 基 本 任 務 根 據(jù) 給 定 的 設 計 要 求 選 定 機 構(gòu) 型 式 ； 確 定 各 構(gòu) 件 尺 寸 ， 并 要 滿 足 結(jié) 構(gòu) 條 件 、 動 力 條 件和 運 動 連 續(xù) 條 件 等 。2. 平 面 連 桿 機 構(gòu) 設 計 的 三 大 類 基 本 命 題 滿 足 預 定 運 動 的 規(guī) 律 要 求 滿 足 預 定 的 連 桿 位 置 要 求1) 滿 足 預 定 的 軌 跡 要 求 要 求 兩 連 架 桿 的 轉(zhuǎn) 角 能 夠 滿 足 預 定 的 對 應 位 置 關 系 ；要 求 在 原 動 件 運 動 規(guī) 律 一 定

3、的 條 件 下 ， 從 動 件 能 夠 準確 地 或 近 似 地 滿 足 預 定 的 運 動 規(guī) 律 要 求 。滿足兩連架桿轉(zhuǎn)角的預定對應位置關系要求的機構(gòu)示例車門開閉機構(gòu)設計時要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角應大小相等，方向相反，以實現(xiàn)車門的起閉 滿足預定運動的規(guī)律要求機構(gòu)示例對數(shù)計算機構(gòu)近 似 再 現(xiàn) 函 數(shù) y = log x的 平 面 四 桿 機 構(gòu)設 計 時 要 求 連 桿 能 依 次 點 據(jù) 一 系 列 的預 定 位 置 。 (又稱為導引機構(gòu)的設計 ) 機構(gòu)示例飛機起落架機構(gòu)設計時要求機輪在放下和收起時連桿BC占據(jù)圖示的兩個共線 位置。 設 計 時 要 求 在 機 構(gòu) 運 動 過 程 中 ， 連

4、 桿 上 某 點 能 實 現(xiàn) 預 定 的 軌 跡。(又稱為軌跡生成機構(gòu)的設計)機構(gòu)示例鶴式起重機機構(gòu)示例攪拌機機構(gòu)3. 設 計 方 法 : 1） 解 析 法 2） 圖 解 法 3） 實 驗 法 二 、 用 圖 解 法 設 計 四 桿 機 構(gòu) 1. 按 給 定 的 行 程 速 比 系 數(shù) K設 計 四 桿 機 構(gòu) 實 現(xiàn) 給 定 運 動 要 求2. 按 連 桿 預 定 位 置 設 計 四 桿 機 構(gòu) 實 現(xiàn) 給 定 連 桿 位 置 （ 軌 跡 ） 要 求3. 按 兩 連 架 桿 預 定 的 對 應 位 置 設 計 四 桿 機 構(gòu) 實 現(xiàn) 給 定 連 架 桿 位置 （ 軌 跡 ） 要 求 1. 按

5、給定的行程速比系數(shù)K設計四桿機構(gòu) 曲 柄 搖 桿 機 構(gòu)設計要求：已知搖桿的長度CD、擺角及行程速比系數(shù)K。設計過程：計算極位夾角： 11180 KK選定機構(gòu)比例尺，作出極位圖： GFMN 90- C1C2 DPB1B 2A 聯(lián)C1C2，過C2 作C1M C1C2 ；另過C1作 C2C1N=90- 射線C1N，交C1M于P點；以C1P 為直徑作圓，則該圓上任一點均可作為A鉸鏈，有無窮多解。 abAC abAC 21設 曲 柄 長 度 為 a， 連 桿 長 度 為 b， 則 : 22 21 21 ACACb ACACa C2B 2 C1 B 1 GF C1C2 D B1B2 A錯 位 不 連 續(xù)

6、 問 題 90-PA E 2a Oa Ob C1C2 D 欲 得 確 定 解 ， 則 需 附 加 條 件 ：(1)給 定 機 架 長 度 d；(2)給 定 曲 柄 長 度 a；(3)給 定 連 桿 長 度 b(1)給 定 機 架 長 度 d的 解 ：(2)給 定 曲 柄 長 度 a的 解 ：作 圖 步 驟 ： abAC abAC 21證 明 ： aACAC 221 22 ACAE AEOOAC aa (3)給 定 連 桿 長 度 b的 解 ： 90-PE 2b A C1C2 D Oa Ob 作 圖 步 驟 ：abAC abAC 21證 明 ： bACAC 2 21 22 ACAE AEOOAC

7、 bb 曲 柄 滑 塊 機 構(gòu)已知條件：滑塊行程H、偏距e和行程速比系數(shù)K設計過程： MN 90-PB1B2A11180 KK C1C2有無窮多解abAC abAC 21設 曲 柄 長 度 為 a， 連 桿長 度 為 b， 則 : 22 21 21 ACACb ACACa 擺 動 導 桿 機 構(gòu)對 于 擺 動 導 桿 機 構(gòu) ,由 于 其 導 桿 的 擺 角 剛 好 等 于 其極 位 夾 角 ， 因 此 ， 只 要 給 定 曲 柄 長 度 LAB (或 給 定機 架 長 度 LAD)和 行 程 速 比 系 數(shù) K就 可 以 求 得 機 構(gòu) 。分析： 由 于 與 導 桿 擺 角 相 等 ， 設

8、計 此 機 構(gòu)時 ， 僅 需 要 確 定 曲 柄 a。 計 算 180(K-1)/(K+1)； 任 選 D作 mDn 取 A點 ， 使 得 AD=d, 則 : a = d sin(/2)已知：機 架 長 度 d， K， 設 計 此 機 構(gòu) 。 =m n dA D =B ADB 2. 按連桿預定位置設計四桿機構(gòu) 已 知 連 桿 上 兩 活 動 鉸 鏈 的 中 心 B、 C位 置 （ 即 已 知 LBC） 已 知 機 架 上 固 定 鉸 鏈 的 中 心 A、 D位 置 （ 即 已 知 L AD） 已 知 連 桿 在 運 動 過 程 中 的 兩 個 位 置 B1C1、 B2C2 ， 設 計 四 桿

9、機 構(gòu) 已 知 連 桿 上 在 運 動 過 程 中 的 三 個 位 置 B1C1、 B2C2 、 B3C3， 設 計四 桿 機 構(gòu) 。 已 知 連 桿 在 運 動 過 程 中 的 兩 個 位 置 E1F1 、 E2F2 ， 設 計 四 桿 機 構(gòu) 已 知 連 桿 上 在 運 動 過 程 中 的 三 個 位 置 E1F1、 E2F2、 E3F3 ， 設 計四 桿 機 構(gòu) 已 知 連 桿 上 兩 活 動 鉸 鏈 的 中 心 B、 C位 置 （ 即 已 知 LBC） 已 知 連 桿 在 運 動 過 程 中 的 兩 個 位 置 B1C1、 B2C2 ， 設 計 四 桿 機 構(gòu)c 12設 計 步 驟 ：

10、 b12設 計 分 析 ： 鉸 鏈 和 位 置 已 知 ， 固 定 鉸 鏈 和 未知 。 鉸 鏈 和 軌 跡 為 圓 弧 ， 其 圓 心 分 別為 點 和 。 和 分 別 在 B1B 和 C1C的 垂 直 平 分 線 上 。 DAB1 C1 C2B2 聯(lián) B1B ， 作 垂 直 平 分 線 b12鉸 鏈 聯(lián) C1C ， 作 垂 直 平 分 線 c12鉸 鏈 D有 無 窮 多 解 ADL DCL ABL lllADCDAB 1 1 c23b23 已 知 連 桿 上 在 運 動 過 程 中 的 三 個 位 置 B1C1、 B2C2 、 B3C3，設 計 四 桿 機 構(gòu) 。 b12 c12AB1 C

11、1 C2B2 B3 C3D唯 一 解 ADL DCL ABL lllADCDAB 1 1 已 知 機 架 上 固 定 鉸 鏈 的 中 心 A、 D位 置 （ 即 已 知 LAD） 已 知 連 桿 在 運 動 過 程 中 的 兩 個 位 置 E1F1 、 E2F2 ， 設 計 四 桿 機 構(gòu)A DE 1 F1E2 F2設 計 方 法 采 用 轉(zhuǎn) 化 機 構(gòu) 法 (或 反 轉(zhuǎn) 法 )根 據(jù) 機 構(gòu) 的 倒 置 理 論 ，通 過 取 不 同 構(gòu) 件 為 機 架 ，將 活 動 鉸 鏈 位 置 的 求 解轉(zhuǎn) 化 為 固 定 鉸 鏈 的 求 解設 計 四 桿 機 構(gòu) 的 方 法 。 C2B2B2 C212

12、 12AB1 C1 DAB1 C1 D12 12A Dv轉(zhuǎn) 化 機 構(gòu) 法 (或 反 轉(zhuǎn) 法 )原 理 ： 其 原 理 與 取 不 同 構(gòu) 件 為 機 架 的演 化 方 法 （ 稱 為 “ 機 構(gòu) 倒 置 ”原 理 ） 完 全 相 同 ， 即 相 對 運 動不 變 原 理 。 當 給 整 個 機 構(gòu) 加 一個 共 同 的 運 動 時 ， 雖 然 各 構(gòu) 件的 絕 對 運 動 改 變 了 ， 但 是 各 構(gòu)件 之 間 的 相 對 運 動 并 不 發(fā) 生 變化 ， 亦 即 各 構(gòu) 件 的 相 對 尺 寸 不發(fā) 生 改 變 。 對 轉(zhuǎn) 化 后 的 機 構(gòu) 進 行 設 計與 對 原 機 構(gòu) 設 計 的

13、 結(jié) 果 是完 全 一 樣 的 ， 這 樣 就 可 以將 活 動 鉸 鏈 位 置 的 求 解 問題 轉(zhuǎn) 化 為 固 定 鉸 鏈 的 求 解問 題 。 以連桿為相對機架的情況 A DB2 C2以 連 桿 上 任 一 線 為 相 對 機 架 的 情 況所 得 結(jié) 果 與 以 連 桿 為 相 對 機 架 時 相 同 ， 故 設 計 時 可 以 連 桿 上 任意 線 為 相 對 機 架 進 行 ， 結(jié) 果 相 同 。AB1 C1 DA D 12 12C1B1 A DE1 F1E2 F2A D已 知 連 桿 在 運 動 過 程 中 的 兩 個 位 置 E1F1 、 E2F2 ， 設 計 四 桿 機 構(gòu)

14、轉(zhuǎn) 化 機 構(gòu) 法 (或 反 轉(zhuǎn) 法 )的 應 用有 無 窮 多 解 111 1CBL DCL ABL lllBCCDAB A DE1 F1 已 知 連 桿 上 在 運 動 過 程 中 的 三 個 位 置 E1F1、 E2F2、 E3F3 ，設 計 四 桿 機 構(gòu) E2 F2E3 F3A2 D2A3 D3 C1B1 唯 一 解 111 1CBL DCL ABL lllBCCDAB v反 轉(zhuǎn) 法 或 轉(zhuǎn) 化 機 構(gòu) 法 的 具 體 作 圖 方 法 為 了 不 改 變 反 轉(zhuǎn) 前后 機 構(gòu) 的 相 對 運 動 ， 作 圖 時將原機構(gòu)每一位置的各構(gòu)件之間的相對位置視為剛性體；用作全等四邊形或全等三角

15、形的方法，求出轉(zhuǎn)化后機構(gòu)的各構(gòu)件的相對位置。這一方法又稱為“剛化反轉(zhuǎn)法”。反 轉(zhuǎn) 作 圖 法 只 限 于 求 解 兩 位 置 或 三 位 置 的 設 計 問 題 3. 按兩連架桿預定的對應位置設計四桿機構(gòu)設 計 方 法 采 用 轉(zhuǎn) 化 機 構(gòu) 法 (或 反 轉(zhuǎn) 法 )B2 C2AB1 C1 D 12 12 以 連 架 桿 為 相 對 機 架 按 兩 連 架 桿 兩 個 對 應位 置 設 計 四 桿 機 構(gòu) 按 兩 連 架 桿 三 個 對 應位 置 設 計 四 桿 機 構(gòu)設 計 問 題 ：12B2A 按 兩 連 架 桿 兩 個 對 應 位 置 設 計 四 桿 機 構(gòu)已 知 ： 機 架 長 度 L

16、AD= d 兩 連 架 桿 對 應 轉(zhuǎn) 角 12、 12 。設 計 ： 四 桿 機 構(gòu) 12l d 1212 122 1B1 B2 C1B2 -12A Dd有 無 窮 多 解 111 1CBL DCL ABL lllBCCDAB 按 兩 連 架 桿 三 個 對 應 位 置 設 計 四 桿 機 構(gòu)C1B313_ B2 B 1A D C1C2C3 12131213 請 求 出 B1討 論 ：1 、 哪 個 構(gòu) 件 應 成 為 相 對 機 架 ？2 、 反 轉(zhuǎn) 角 為 哪 個 ？12_ E3 E212131213 B1A DB2B3 E1已 知 ： 機 架 長 度 LAD、 一 連 架 桿 長 度 LAB及 其 起 始 位 置 、 兩 連 架桿 對 應 轉(zhuǎn) 角 12 、 12 、 13 、 13 。設 計 四 桿 機 構(gòu) v四 桿 機 構(gòu) 及 其 特 點v平 面 四 桿 機 構(gòu) 的 類 型v平 面 四 桿 機 構(gòu) 的 基 本 性 質(zhì)平 面 四 桿 機 構(gòu) 有 曲 柄 的 條 件急 回 運 動四 桿 機 構(gòu) 傳 動 角 及 壓 力 角鉸 鏈 四 桿 機 構(gòu) 的 運 動 連 續(xù) 性v平 面 四 桿 機 構(gòu) 的 設 計 平 面 連 桿 機 構(gòu) 設 計 的 基 本 問 題 設 計 方 法 ： 解 析 法 、圖解法、 實 驗 法基 本 型 式演 化 型 式