第2章连杆机构ysz2讲义教材.ppt

第二章 连杆机构 概述 平面四杆机构的基本型式及演化 平面四杆机构的工作特性 平面连杆机构的运动分析 平面连杆机构的设计2.1概述 平面连杆机构的特点 1.优点: 杆状构件,可以传递较远距离的动作 低副,可以承受很大的载荷 曲线形式的多样性 运动形式的多样性 2.缺点:产生惯性力;设计较困难 研究的问题: 运动分析 运动设计2.2 平面四杆机构的基本型式 及演化1.平面四杆机构的基本型式:铰链四杆机构2.平面四杆机构的演化方式: 取不同构件为机架:运动的可逆性 曲柄摇杆机构; 双曲柄机构; 双摇杆机构 含有一个移动副的四杆机构(转动副转化为移动副) 曲柄滑块机构; 曲柄摇块机构; 摆动导杆机构等 含有两个移动副的四杆机构: 正切机构;正弦机构曲柄存在条件一、运动特性1、铰链四杆机构中曲柄存在条件 连架杆和机架中必有一杆是最短杆 最短杆和最长杆之和小于或等于其它两杆之和 推论: 以最短杆为机架,该机构是双曲柄机构; 以最短杆的两个邻边为机架, 得到两个不同曲柄摇杆机构; 以最短杆的对边为机架,该机构是双曲柄机构如果最短杆和最长杆之和大于其它两杆之和，则为双摇杆机构一、运动特性2、急回特性 连杆机构中，主动件等速回转,从动件的工作行程速度慢，而回程速度快，称急回特性。

通常用行程速比系数K表示 K=Vm回/Vm工作=1一、运动特性2、急回特性K=Vm回/Vm工作=1K=（180+q）/（180-q）极位：从动件所能达到的极限位置极位夹角：从动件在两个极限位置时，主 动件两位置所夹之锐角，用q 表示一、运动特性2、急回特性 急回特性是表征从动件特性的 若q 0，即K0 从动件具有急回特性，此机构具有急回特性 分析机构的急回特性时要注意原动件的运动方向急回特性一、运动特性3、运动的连续性 机构只能在其可行域内运动,不能从一个可行域跳入另一个可行域.二、动力特性1、压力角a、传动角g 压力角a:在不计摩擦的情况下,从动件受力方向与力作用点速度方向所夹的锐角 传动角g:压力角之余角衡量机构的传动质量 传动角g越大，对机构工作越有利 设计时，应使g gmin 铰链四杆机构中，曲柄与机架拉直共线和重叠共线的两位置处出现的传动角中，必有一出为最小传动角二、动力特性2、死点 从动件在传动角为零的位置为机构的死点. 在分析死点位置时,要首先搞清楚哪个是主动件. 死点是机构在运动过程中所处的特殊位置,它与自由度为0不同,与机构的自锁也不同.二、动力特性2、死点死点的避免 机构错位排列 加飞轮,利用惯性通过死点死点的利用 飞机起落架 夹具2.4平面连杆机构的运动分析一、 速度瞬心及其应用 1.速度瞬心的概念; 2.速度瞬心数目; 3.速度瞬心的位置;(直接构成运动副,间接构成运动副:三心定理) 4.应用二、杆组法及其应用一、 速度瞬心及其应用 1.速度瞬心的概念：两个刚体上相对速度为零的重合点。

如果两刚体之一是静止的，其瞬心为绝对速度瞬心 如果两刚体都是运动的，其瞬心为相对速度瞬心 2.速度瞬心数目： 如果一个机构由k个构件所组成，则它的瞬心总数为：N=k(k-1)/2 一、 速度瞬心及其应用3.速度瞬心的位置: 直接构成运动副 间接构成运动副:三心定理:作平面运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于同一直线上两构件通过转动副直接相连两构件通过移动副直接相连两构件通过高副直接相连一、 速度瞬心及其应用小结： 常用在构件较少的机构中，不适用多杆机构 找瞬心时可根据实际情况找所用的瞬心 只适用于速度分析，不适用加速度分析 只适用一个或几个位置的求解，不适于多位置或一个周期内的速度、加速度分析二、杆组法及其应用 掌握杆组法原理, 求解思路和求解过程 基本思路：将平面连杆机构分解成作为原动件的单杆构件和几个基本杆组单杆构件和基本杆组已有编好的子程序在用计算机对机构进行运动分析时，可直接调用子程序，而使主程序的编写大为简化 2.5 平面连杆机构的设计一、图解法 已知连杆位置，设计连杆机构 已知连架杆位置，设计连杆机构 已知连杆机构的急回系数，设计连杆机构二、解析法 已知连架杆位置，设计连杆机构 已知连杆上某点的轨迹，设计连杆机构三、实验法四、最优化方法一、图解法1、已知连杆位置，设计连杆机构相当于已知圆弧上的几点,求其圆心位置一、图解法2、已知连架杆位置，设计连杆机构 用刚化反转法,将此问题转化为前一问题。

刚化反转法原理一、图解法3、已知曲柄摇杆机构的急回系数K，摇杆的长度及摆角，设计连杆机构 已知曲柄滑块机构的急回系数K，滑块的行程H，设计连杆机构二、解析法掌握求解思路和求解过程给定不同设计初始条件, 设计的机构分别能实现的精确位置数目.三、实验法 了解其操作过程和特点四、最优化方法-附加介绍 机械的最优化设计：根据机构分析及设计理论，采用数学上的最优化方法，借助电子计算机进行计算，使所设计的机构最优地满足预定的各项设计要求，从而得到优化的设计方案四、最优化方法优化设计的步骤： 1）根据机构设计的任务和要求，将所研究的问题用数学方程式描述出来，即建立供优化设计用的数学模型，它包括设计要求，附加条件等： 2）根据所建立数学模型的性质，恰当选择适当的最优化方法，上机求解； 3）对所得结果进行分析，以判断其实用性；单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*31空间连杆机构 定义,常用命名方法,主要特点 编辑时间仓促, 如有不妥, 请提批评意见. 阎绍泽 email 同上。