第8章 连杆机构及其设计
研究内容:
1. 连杆机构及其类型与应用
2. 平面四杆机构的基本特性
3. 平面四杆机构的设计 —— 图解法和解析法
4. 平面多杆机构和空间连杆机构简介
第1讲 连杆机构及其类型与应用
8.1.1 连杆机构及其传动特点
8.1.2 平面四杆机构的类型
8.1.3 平面四杆机构的应用
连杆机构的应用实例:四足行走机,雨伞,假肢
例 铰链四杆机构
曲柄滑块机构
摆动导杆机构
连杆机构的共同特点:
均有连杆: 机构的原动件和从动件的运动都需要经过连杆来传动——连杆机构 均为低副 : 机构中的运动副一般均为低副——低副机构
构件杆状: 机构中的构件多呈现杆的形状——杆。用杆数命名,分四杆机构、六杆机构等
连杆机构的传动特点
优点: 运动副一般为低副;
构件多呈现杆的形状;
可实现多种运动变换和运动规律;
连杆曲线形状丰富,可满足各种轨迹要求。
缺点: 运动链长,累积误差大,效率低;
惯性力难以平衡,动载荷大,不宜用于高速运动;
一般只能近似满足运动规律要求。
1. 基本形式
铰链四杆机构 连架杆: 曲柄 摇杆
转动副: 周转副 摆转副
曲柄摇杆机构
双曲柄机构 : 平行四边形机构,逆平行四边形机构
双摇杆机构 : 等腰梯形机构
2. 演化形式
演化方法:
1)改变构件的形状及运动尺寸
2)运动副的改变尺寸
3)选用不同的构件为机架——机构的倒置
4)运动副元素的逆换
曲柄摇杆机构的应用:
连续转动变换往复摆动运动
往复摆动运动变换连续转动
连杆曲线实现运动轨迹要求 双摇杆机构的应用: 连杆直线轨迹运动;连杆姿态大变姿运动 等腰梯形机构:两摇杆同向摆动转向运动
双曲柄机构的应用:
一般双曲柄机构:连续匀速转动变换变速连续转动
平行四边形机构:两曲柄同速同向转动;连杆平动运动;连杆同圆轨迹运动 逆平行四边形机构:两曲柄反向相对运动;
第2讲 平面四杆机构的基本特性(一)
8.2.1 铰链四杆机构的周转特性
8.2.2 铰链四杆机构的急回特性
8.2.3 铰链四杆机构的轨迹特性
8.2.4 铰链四杆机构的运动连续
1. 铰链四杆机构有曲柄的条件
(1)周转副的条件
最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和——杆长条件; 组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。
(2)铰链四杆机构有曲柄的条件
各杆长度应满足杆长条件;
最短杆为连架杆或机架。
2. 铰连四杆机构的杆长条件与类型
(1)各杆长度满足杆长条件不等式的机构类型
(2)各杆长度满足杆长条件等式的机构类型
(3)各杆长度不满足杆长条件的机构类型
1. 铰链四杆机构的急回运动
(1)急回运动及行程速度变化系数K
急回运动——主动件曲柄等速转动时,从动件摇杆摆回的平均速度大于摆出
的平均速度的运动特性