二、平面四杆机构的演变 1、动弹副为挪动副 2

发表时间:2019-09-14

第二章 平面连杆机构 及其设想 次要内容 2.1 平面四杆机构根基形式、演变及其使用 2.2 平面四杆机构设想中的共性问题 2.3 平面四杆机构的设想 一、 连杆机构 若干个构件全用低副连接而机械道理 平面连杆机构及设想_工学_高档教育_教育专区。

第二章 平面连杆机构 及其设想 次要内容 2.1 平面四杆机构根基形式、演变及其使用 2.2 平面四杆机构设想中的共性问题 2.3 平面四杆机构的设想 一、 连杆机构 若干个构件全用低副连接而成的机构,也 称之为低副机构。 二、连杆机构的分类 1、按照构件之间的相对活动分为: ? 平面连杆机构 ? 空间连杆机构 2、按照机构中构件数目分 四杆机构、五杆机构、六杆机构、… 四杆机构 六杆机构 三、平面连杆机构的特点 ? ? ? 合用于传送较大的动力,常用于动力机械 依托活动副元素的几何形面连结构件间的彼此接触,且 易于制制,易于所要求的制制精度 可以或许实现多种活动轨迹曲线和活动纪律,工程上常用来 做为间接完成某种轨迹要求的施行机构 不宜于传送高速活动 可能发生较大的活动累积误差 不脚之处: ? ? 四、平面连杆机构的使用 机械手 举升 汽车中那些部位用到连杆机构 飞机升降架 内燃机 火车头 起沉安拆 矿山颚式碎矿机 将大石头压成小石头 机械马 §2-1 平面四杆机构的根基形式、演变及其使用 一、平面四杆机构的根基形式 连杆 2 连架杆 1 4 机架 连架杆 3 正在连架杆中,能绕其 轴线°者称为曲 柄;仅能绕其轴线来去 摆动者称为摇杆。 1)曲柄摇杆机构:一个连架杆为曲柄,另一个为摇杆。 2)双曲柄机构:两连架杆均为曲柄。 3)双摇杆机构:两连架杆均为摇杆。 二、平面四杆机构的演变 1、动弹副为挪动副 2 1 4 搭钮四杆机构 1 4 3 曲柄滑块机构 2 3 曲柄滑块机构 1) 偏置曲柄滑块机构 B 1 A 2 C 3 e 2) 对心曲柄滑块机构 B 1 A 2 C 3 曲柄挪动导杆机构 2 1 A B ? C 3 ? B 1 A 3 2 ? 正弦机构 s s ? l AB sin ? 2、取分歧构件为机架(机构倒置) 1)搭钮四杆机构的倒置 2)单滑块机构的倒置 曲柄滑块机构 曲柄动弹导杆机构 曲柄摇块机构 曲动滑杆机构 (定块机构) 摇块机构普遍使用于摆动式内燃机和液压驱动安拆内。 如图所示自卸卡车翻斗机构及其活动简图。正在该机构中,因 为液压油缸3绕搭钮C摆动,故称为摇块。 自卸卡车翻斗机构及其活动简图 曲动滑杆机构 抽水唧筒机构 曲柄摆动导杆机构及使用 3)其他机构的倒置… 3、扩大动弹副 将动弹副B加大,曲至把 动弹副A包罗进去,成为 几何核心是B,动弹核心 为A的偏疼圆盘。 §2-2 平面四杆机构设想中的共性问题 一、平面四杆机构有曲柄的前提 二、平面四杆机构输出件的急回特征 三、平面机构的压力角和传动角、死点 四、活动的持续性 一、平面四杆机构有曲柄的前提 B2 E B1 E’ G’ G d+a C F’ D B 1 a 2 b d 4 C c 3 D F A b+c b-c d-a A 为什么关心有 曲柄前提? 欲使连架杆AB成为曲柄,则必需使AB通过取 机架共线的两个, 三角形 肆意两边之和必大于第三边 肆意两边之差小于第三边 即必需满脚 a+d ≤ b+c (2-1) (2-2) d-a ≥ b-c 欲使连架杆AB成为曲柄,则必需使AB通过取 机架共线的两个,即必需满脚 a+d≤b+c (1) d-a≥b-c (1) 若d≥a,则可得 (2) a+b≤c+d (若bc) a+c≤b+d (若cb) a+d≤b+c a≤b 从而可得 a≤c a≤d (2) 若d≤a 则可得 ?d ? a ? b ? c ? (b ? c ) ?d ? b ? a ? c ? (c ? b ) ?d ? c ? a ? b ?d ? a ? ?d ? b ? ?d ? c 结论(平面搭钮四杆机构有曲柄的前提): 1)连架杆取机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆; 2)最短杆取最长杆之和应 ≤ 其余两杆的杆长之和。 (杆长和前提) 搭钮四杆机构类型的判断前提 1、若满脚杆长和前提: ? 以最短杆的相邻构件为机架,则最短杆为曲柄,另连续 架杆为摇杆,即该机构为曲柄摇杆机构; ? 以最短杆为机架,则两连架杆为曲柄,该机构为双曲柄 机构; ? 以最短杆的对边构件为机架,则无曲柄存正在,即该机构 为双摇杆机构。 2、若不满脚杆长和前提,该机构是双摇杆机构。 留意:搭钮四杆机构必需满脚四构件构成的封锁多边形前提: 最长杆的杆长 其余三杆长度之和。 曲柄滑块机构有曲柄的前提 B C’ a b C e A a b 明显,需满脚: B’ a+e ≤ b B a C” e B” A B’ b C C’ 导杆机构有曲柄的前提 摆动导杆机构有曲柄的前提 A a B B’ d-a d C E’ E e ≤ d-a 动弹导杆机构有曲柄的前提 B a A d+e d C E d+e ≤ a 二、平面四杆机构输出件的急回特征 C C2 C1 极位夹角 B 问: 能否 存正在无急 回特征的 四杆机构? θ B2 A 摆角 ψ ?1 ? B1 D ?2 ?1=180°+θ, ?2=180°-θ 明显:若θ≠0,则:t1 t2 CD左行耗时: t1 = ?1 / ? CD左行耗时: t2 = ?2 / ? 行程速度变化系数 k= 输出件空回行程的平均速度 ————————————— 输出件工做行程的平均速度 = v2 / v1 =(C1C2 / t2 )/ ( C1C2 / t1 ) = t1 / t2 = ?1 / ?2 = ( 180°+θ) / ( 180°-θ ) θ = 180°(k-1)/(k+1) 连杆机构输出件具有急回特征的前提: 1)原动件等角速整周动弹 2)输出件具有正、反行程的来去活动 3)极位夹角θ ?0 B 曲柄滑块机构 C B1 A B2 C1 C2 问: 能否 存正在无急 回特征的 曲柄滑块 机构? B1 A B C1 θ B2 C C2 导杆机构的急回 问: 能否存正在无急回 特征的导杆机构? A θ B1 C B2 ? D ?=? 三、平面机构的压力角 和传动角、死点 B A F2 C γ F1 α F δ D vc F1 = Fcosα F2 = Fsinα 1、机构压力角:正在不计摩擦力、惯性力和沉力的条 件下,机构中输出件活动的力的标的目的线取输出 件上受力点的速度标的目的间所夹的锐角,称为机构压 力角,凡是用α暗示。 传动角:压力角的余角。 凡是用γ 暗示. B F2 C δ D γ F α F1 vc A 机构的传动角和压力角做出如下: γ min≥[γ ];[γ ]= 30?60°; α max≤[α ]。 [γ ]、[α ]别离为许用传动角和许用压力角。 A 1 B 2 F vB3 C 3 2 B α vB3 F A 1 B 2 F vB3 α 3 C 1 A α= 0° γ= 90° 3 C v α F Fn ? α v n 2、最小传动角简直定 γ =δ 或γ = 180?-δ ? B’’ F2 F FC γ ? ? C’’ F 1 γ vc B b γ δ ’ C c a δδ δ min max ? A D d B’ Vc γmin=[δmin , 180?-δmax]min δ= arccos{[b2+c2-d2-a2+2adcos?]/2bc}. ? = 0?, δmin= arccos{[b2+c2-(d-a)2]/2bc} ? = 180?, δmax= arccos{[b2+c2-(d+a)2]/2bc} B’ cos?=(asin?+e)/b B ? A a b e B’’ B A B’ a ?’ C’ b ? ?min= ?’=arccos(a+e)/b C ? C’’ C ’ C ?min 为提高机械传动效率,应使其最小传动角处于工 做阻力较小的空回行程中。 3、机构的死点 A α F B α v A C F1 = Fcosα F2 = Fsinα B C F v D D 正在不计构件的沉力、惯性力和活动副中的摩擦阻力 的前提下,当机构处于传动角γ =0°(α =90°)的位 置下,无论给机构自动件的驱动力或驱动力矩有多大, 均不克不及使机构活动,这个称为机构的死点。 四、活动的持续性 连杆机构的活动持续性:指该机构正在活动中可以或许持续 实现给定的各个。 C C1 C3 C2 C1 C2 ?1 (B’)B B3 D B1 A 可行域:当曲柄AB持续动弹时, B2 ? D 2 CD能够正在其摆角φ 摇杆 或 φ 范 A 围内来去摆动,称此两个范畴 C’2 为机构的可行域。 C’1 C’ 错位不持续:正在左图中,当曲柄动弹时,摇杆不成能从CD转到C‘D, 把连杆机构的这种活动不持续称为错位不持续。即:不成能要求从动件正在 两个不连通的可行域内(C1DC2,C’1DC‘2)持续活动。 错序不持续:正在左图中,要求连杆顺次占领B1C1、B2C2、B3C3,当AB沿逆时 针动弹能够满脚要求,但沿顺时针动弹,则不克不及满脚连杆预期的次序要求, 把机构的这种活动不持续问题称为错序不持续。 四杆机构的设想合判据? 1. 2. 3. 4. 5. 机构类型取有曲柄 急回特征准绳 最大压力角准绳 留意”死点” 持续性问题 §2–3 平面四杆机构的设想 一、根基问题 按照机构所提出的活动前提,确定机构的 活动学尺寸,画出机构活动简图。 – 按照给定的活动纪律(位移、速度和加快度) 设想四杆机构 – 按照给定的活动轨迹设想四杆机构 – 分析功能 1)实现刚体的给定 举例: – 从动送机构 – 翻起色构 从动送料机构 A0 E1 A2 A1 B0 E2 E3 B1 ?1 B2 B3 A3 ?2 翻起色构 已知:2个B1-C1、 B2-C2,及搭钮安拆 平面AD 2)实现预定活动纪律的设想 ? 汽车雨刮 实现输出构件的急回特征 实现两连架杆的对应角位移、角 速度和角加快度 3)实现预定活动轨迹的设想 演示软件 4) 实现分析功能 ? 实现连杆:上、剪下 比须持续通过确定 ? 实现轨迹:刀刃按必然 轨迹活动 ? 实现速度要求:正在剪切 区的程度速度有要求 二、平面四杆机构的设想 设想方式 – 几何法 – 解析法 – 尝试法 1、给定连杆设想四杆机构 C1 B1 B2 B3 A D C2 C3 2、给定行程速度变化系数设想四杆机构 ? 搭钮四杆机构-设想过程 ? 曲柄滑块机构-设想过程 ? 导杆机构-设想过程 搭钮四杆机构-设想过程 已知: lCD ,? , k (? 1) 求:A 点, 并确定杆长 l AB、l C1 90?-? 90?-? AD 步调: 、l BC 确定比例尺 ?l C2 ? A B2 180? (k ? 1) ?? (k ? 1) AC1=BC-AB AC2=BC+AB AB=(AC2-AC1)/2 BC=(AC1+AC2)/2 ? B1 O D l AB ? AB ? ?l , lBC ? BC ? ?l , l AD ? AD ? ?l 曲柄滑块机构-设想过程 已知:C1 、C2(行程H),K,e B e θ C1 900-? C 900-? C2 B1 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. B 2 A 确定比例尺?l o 画出C1、C2及偏疼距e; 已知K,求θ 以90o-?为底边角,C1-C2为底边做等腰三角形C1oC2 以三角形极点o为圆心做辅帮圆 圆取偏疼距交点即为A点 以公式:AB=(AC2-AC1)/2;得杆长lAB 以公式:BC=(AC1+AC2)/2;得杆长lBC 竣事 曲柄导杆机构-设想过程 已知: l AD , k l AB ? l AD sin (? 2) ? l AD sin(? 2) A B2 ? D lBD ? l AD cos(? 2) ? l AD cos(? 2) θ B1 C ?= ? 平行四边形机构 B b C c D a A B’ d C’ 反平行四边形机构 B a A d b c C D A B 1 2 C 3 C1 4 D B1 平 行 四 边 形 机 构