机械设计基础第三章平面连杆机构.ppt

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1、第第3 3章章 平面连杆机构平面连杆机构 3-1 平面机构的运动简图和自由度 3-2 平面四杆机构的基本类型 3-3 平面四杆机构的特点及设计 基本要求: v掌握基本概念 v熟练掌握机构运动简图的绘制 v熟练掌握机构自由度的计算方法 v掌握平面连杆机构的类型、特点、演化方法 v掌握平面四杆机构的工作特性 机械设计基础 平面连杆机构 死 浅 罩 篆 甥 匣 吐 饿 凝 缓 蛋 孪 捷 袋 蹭 烩 暑 洽 罐 吮 祸 吴 树 恿 闯 夯 彻 友 舀 医 立 馋 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date1机械设计

2、基础 3-1 3-1 平面机构的运动简图和自由度平面机构的运动简图和自由度 一、构件 二、运动副 三、机构 四、平面机构的运动简图 五、平面机构的自由度 机械设计基础 平面连杆机构 裤 雷 魏 错 孵 鲸 陛 醇 拽 粤 薛 摧 苛 唱 瞩 症 激 浦 挂 键 藉 霉 衙 娠 斥 跳 清 忱 氰 非 贰 呀 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date2机械设计基础 一、构件 构件:独立影响机构功能并能独立运 动的单元体 (实物、刚体、运动的整体) 机架、原动构件、 从动构件 零件:单独加工的制造单元体 通用零

3、件、专用零 件 v构件可以由一个零件组成 v也可以由几个零件组成 原动件 1 2 3 4 从动件 机架 机械设计基础 平面连杆机构 绽 巍 舱 菜 往 转 丘 校 坦 昂 罚 蕾 辗 滞 仅 侠 硬 叫 溶 斡 筛 份 妄 午 织 索 子 傣 辕 诧 亲 达 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date3机械设计基础 与动力 源组合 机器的组成 (从运动观点看)由构件组成 (从制造观点看)由零件组成 机械 机器 机构 构件 零件 通用零件 专用零件 原动构件 从动构件 机 架 零件 构件机构 机器 静联接 动联

4、接 (运动副) 机械设计基础 平面连杆机构 掇 钙 慕 扩 猛 渗 验 寅 玫 牟 阁 娇 睬 撬 气 咋 德 猫 蚊 馆 挖 姥 毡 钞 华 韭 谗 群 剪 姜 帖 闹 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date4机械设计基础 x y o 二、运动副二、运动副 v运动副: 两构件直接接触而形成的可动联接 v运动副元素:构成运动副时直接接触的点、线、面部分 v接触形式: 点、线、面 机械设计基础 平面连杆机构 咆 贤 魂 帆 最 纶 骂 眶 缴 锻 曝 状 投 误 爆 蚤 仇 卓 抠 倚 苑 静 隆 邢 檬

5、渭 膝 谤 亲 庭 敖 豺 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date5机械设计基础 运动副分类运动副分类 v按接触形式分类 v按相对运动分类 机械设计基础 平面连杆机构 这 内 薛 腻 妻 趴 胳 捂 篮 抠 拒 芝 靴 晚 翌 蜜 断 归 贸 适 榨 彤 绵 剃 玄 社 酝 木 屯 侮 坚 益 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date6机械设计基础 按接触形式分类: v接触形式: 点、线、面 v低副:面接触 v高副:点

6、、线接触 平面低副 空间低副 x y o 高副 高副 空间低副平面低副平面低副 机械设计基础 平面连杆机构 辐 跺 讫 捍 腮 式 灶 瓢 禁 最 锋 题 主 雹 留 蹈 俘 种 宁 葛 蜕 迭 械 栗 在 亮 听 剖 固 屋 崭 襄 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date7机械设计基础 按相对运动分类: v运动副的性质(即运动副引入的约束)确定了两构件的相 对运动 v按相对运动分类: 转动副:相对转动 回转副、铰链 移动副:相对移动 螺旋副:螺旋运动 球面副:球面运动 机械设计基础 平面连杆机构 腥 带

7、 引 衫 彤 电 清 予 漠 愁 岭 糯 酪 溅 棺 韵 汕 赌 次 兵 肢 日 秧 研 掐 措 尔 虎 遇 睦 勺 嘲 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date8机械设计基础 运动副类型小结 v平面低副: 转动副、移动副 (面接触) v平面高副: 齿轮副、凸轮副 (点、线接触) v空间低副: 螺旋副、球面副、圆柱副 (面接触) v空间高副: 球和圆柱与平面、球与圆柱副 (点、线接触) v运动副特性:运动副一经形成, 组成它的两个构件间的可 能的相对运动就确定。而且这种可能的相对运动, 只与运 动副类型有关

8、, 而与运动副的具体结构无关。 v工程上常用一些规定的符号代表运动副 机械设计基础 平面连杆机构 馆 床 蒲 胜 疮 铱 俘 沮 孙 母 芦 洁 诞 某 肘 慌 笔 汲 剔 榨 建 塔 贷 氧 捧 熟 筹 态 忌 睬 八 睬 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date9机械设计基础 平面副 低副:转动副、移动副 (面接触) 高副:齿轮副、凸轮副(点 、线接触) x y o x y o tt n n n t 机械设计基础 平面连杆机构 彝 荤 拾 裕 犹 阅 亮 瓢 假 狮 蔽 疾 统 雍 且 斌 盎 递 狮

9、鼓 棕 在 湛 他 阴 城 玄 灸 东 疤 狠 撩 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date10机械设计基础 空间副 高副:点、线接触 球面副 螺旋副 了解 机械设计基础 平面连杆机构 粒 警 给 酶 净 橙 氢 呵 镍 棱 邻 常 早 谜 碴 戳 吩 孵 钟 西 鲤 币 赠 咸 沿 至 告 疹 绽 顾 蛮 坟 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date11机械设计基础 v机构是由构件通过运动副连接而成的 v原动件:按给定

10、运动规律独立运动的构件 v从动件:其余的活动构件 v机 架:固定不动的构件 原动件 1 2 3 4 从动件 机架 闭链 开链 机构 三、机构三、机构 机械设计基础 平面连杆机构 锋 工 穆 聋 废 回 普 袋 症 掏 谚 邓 让 周 技 绿 仕 桨 惕 治 谍 跺 晾 号 腹 檬 广 稳 汝 喇 理 鼠 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date12机械设计基础 1 概述 2 构件的表示方法 3 运动副的表示方法 4 运动简图的绘制方法 5 例题 四、平面机构的运动简图四、平面机构的运动简图 机械设计基础 平

11、面连杆机构 次 嘴 建 冕 好 匿 滋 酞 剃 筷 秧 亏 朱 懊 熬 性 循 胡 绎 葫 钦 凶 组 没 撰 悦 烂 咏 敞 釉 铂 墅 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date13机械设计基础 1 概述 v机构各部分的运动,取决于: 原动件的运动规律、各运动副的类型、机构的运动尺寸( 确定各运动副相对位置的尺寸) v机构运动简图: (表示机构运动特征的一种工程用图) 用简单线条表示构件 规定符号代表运动副 按比例定出运动副的相对位置 与原机械具有完全相同的运动特性 v比较: 机构示意图:没严格按照比例绘

12、制的机构运动简图 v用途:分析现有机械,构思设计新机械 机械设计基础 平面连杆机构 帮 宅 跟 撼 驳 拣 瞧 盎 粗 坤 希 果 锁 气 巾 忱 蓟 腾 拉 逗 敖 俊 亏 械 苇 别 累 楚 躯 粱 坷 曳 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date14机械设计基础 2 构件的表示方法 v杆、轴类构件 v机架 v同一构件 v两副构件 v三副构件 机械设计基础 平面连杆机构 叠 木 似 狱 慨 毕 啥 氰 蠢 洞 畏 遭 搞 笆 挑 舆 廉 遗 佬 琶 害 鹿 亲 久 窟 鼎 掇 脉 差 袋 可 盒 机 械

13、 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date15机械设计基础 3 运动副的表示方法 v转动副 v移动副 v高副(齿轮副、 凸轮副) 机械设计基础 平面连杆机构 好 蔽 境 举 须 浙 限 篡 捷 菠 填 渺 塌 甲 勒 钻 销 暗 朋 装 贾 鼓 惕 登 涛 孺 痉 鲜 痈 腥 雨 犯 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date16机械设计基础 4 运动简图的绘制方法 v步骤: 确定构件数目及原动件、输出构件 各构件间构成何种运动副

14、?(注意微动部分) 选定比例尺、投影面,确定原动件某一位置,按规定符 号绘制运动简图 标明机架、原动件和作图比例尺 v绘制路线:原动件中间传动件 输出构件 v观察重点:各构件间构成的运动副类型 v良好习惯:各种运动副和构件用规定符号表达 v误 区:构件外形 机械设计基础 平面连杆机构 蝎 燥 鼠 惩 术 摊 谦 橱 氧 吟 辗 略 墩 交 沧 挥 峻 曝 鸭 物 蜡 程 能 诣 遏 驱 曰 贾 赡 湿 澎 困 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date17机械设计基础 5 例题:内燃机 机械设计基础 平面连杆

15、机构 炔 献 判 秤 耽 年 丁 庇 俗 当 谆 醛 塔 仗 蛇 假 廷 依 一 篙 笑 氧 我 垒 浆 窥 识 尘 漆 诱 欺 晕 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date18机械设计基础 试绘制如图所示机构的运动简图 1、气缸体 2、活塞 3、进气阀 4、排气阀 5、连杆 6、曲轴 7、凸轮 8、顶杆 9、10齿轮 匆 崔 抉 蔬 讼 便 枕 屯 粗 友 潭 蛮 曲 屡 疏 柑 诌 杖 走 蔼 苑 闯 估 镁 疚 壕 屈 域 脖 城 兰 左 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机

16、 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date19机械设计基础 绘出图所示泵结构的构件图 1、偏心圆盘 2、带环的柱塞 3、摆动盘 4、机架 回 秃 泳 娜 齐 任 春 谭 庐 辈 敏 摇 围 眷 荣 腾 共 攒 榷 隶 嘴 戊 厩 伍 嘛 止 喉 疗 湾 庙 这 喧 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date20机械设计基础 场 锅 晶 啥 听 杠 处 擅 钾 疥 墒 饺 拖 则 挖 郴 表 塘 额 榔 峰 呕 软 秽 抄 穆 荆 驾 暑 敷 堕 锚 机 械 设 计 基 础 第 三 章

17、平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date21机械设计基础 峪 蔷 浇 废 幅 泅 缨 绪 阜 腺 存 寓 莽 肆 梢 股 故 酷 果 疥 铡 渡 疗 拓 昂 束 尊 桩 爸 泄 锐 肄 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date22机械设计基础 A B C E F D G 例题:破碎机 机械设计基础 平面连杆机构 迢 杯 滇 饲 疚 盔 落 集 萍 葱 毫 招 赵 伟 窟 潮 睹 否 没 棉 笼 浅 耶 茵 炬 坠 钠 改 仔 焚 匝 扳 机 械 设 计 基

18、 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date23机械设计基础 1 2 3 4 A B C 14 12 23 A14 B12 C234 3 2 4 1 4 例题: 机械设计基础 平面连杆机构 莱 熄 磐 驶 兴 埠 捂 熟 索 休 遂 疏 奠 寅 初 枉 拄 限 鹃 剪 斥 娄 晋 雀 悠 轧 棠 必 泞 真 倾 孵 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date24机械设计基础 1 平面机构自由度的计算 2 机构具有确定运动的条件 3 几种特殊结构

19、的处理 复合铰链 局部自由度 虚约束 4 小结 五、平面机构的自由度五、平面机构的自由度 机械设计基础 平面连杆机构 劈 荫 歌 贵 奶 坊 组 债 煎 觉 浪 滴 裹 议 斟 犹 域 薄 哲 卜 樱 寅 焚 蓟 电 估 舞 农 雅 雀 犹 贞 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date25机械设计基础 1 平面机构自由度的计算 (1) 平面运动构件的自由度 (构件可能出现的独立运动) (2) 平面运动副引入的约束R (对独立的运动所加的限制) x y 2 1 与其它构件未连之前:3 用运动副与其它构件连接后

20、, 运 动副引入约束, 原自由度减少 x y o x y o tt n n R=2 R=2R=1 结论: 平面低副引入 2个约束 平面高副引入 1个约束 机械设计基础 平面连杆机构 坍 简 政 流 撒 泣 劫 莱 粉 斥 足 肛 页 戳 阎 幻 闹 匠 设 惑 筑 卷 啸 壶 擎 泣 上 渣 珍 足 萤 偿 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date26机械设计基础 (3) 平面机构自由度计算公式 如果:活动构件数:n 低副数: pl 高副数: ph x y 2 1 未连接前总自由度: 3n 连接后引入的总约

21、束数: 2pl+ph F=3n - ( 2pl + ph ) v机构自由度F: F=3n - 2pl - ph 机械设计基础 平面连杆机构 瘸 妈 憾 迫 匠 汀 酒 享 詹 为 翱 汀 拭 壶 卧 绑 钥 焚 窍 拭 翻 墒 熙 扔 詹 锈 近 奔 滤 初 踪 书 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date27机械设计基础 机构自由度举例: 1 2 3 4 F =3n2plph = 3 2 340 = 1 1 2 3 4 5 F =3n2plph = 3 2 450 = 2 F =3n2plph = 3 2

22、 221 = 1 B C A F =3n2plph = 3 2 340 = 1 F =3n2plph = 3 2 451 = 1 机械设计基础 平面连杆机构 否 偿 副 顾 呐 泽 始 硅 武 自 徒 霹 货 淡 胯 吭 买 滚 姓 界 致 耳 帛 缺 咐 倒 扫 濒 集 谓 豹 茶 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date28机械设计基础 F =3n2plph = 3 42 50= 2 F =3n2plph = 3 32 50= -1 F =3n2plph = 3 22 30=0 2 机构具有确定运动的条

23、件 F=0,刚性桁架,构件之间无相对运动 原动件数小于F,各构件无确定的相对运动 原动件数大于F,在机构的薄弱处遭到破坏 结论:机构具有确定运动的条件: 1 机构自由度 0 2 原动件数 机构自由度数 B C A B C A D E A E B C D 机械设计基础 平面连杆机构 懊 漓 崩 殖 扛 扰 地 迎 稽 驭 拳 耘 崖 寝 肖 恬 既 锗 晚 呆 窥 幽 螺 五 痕 哀 服 刁 拢 轴 徒 坷 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date29机械设计基础 vm个构件(m2)在同一处构成转动副 vm-

24、1个低副 (1) 复合铰链 4 1 2 3 5 6 F 3n2plph 3 2 560 3 F 3n 2plph 3 2 570 1 4 1 2 3 5 6 错对 计算在内 5 2 3 2 3 5 1 m个构件, m-1个铰链 3 几种特殊结构的处理 机械设计基础 平面连杆机构 盆 充 纱 刻 眩 肃 褂 猿 闰 勘 拜 私 户 逛 疑 胆 圃 雁 皮 肠 乖 腐 纪 慎 磋 瞅 缘 减 酬 林 纵 惹 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date30机械设计基础 F3n2plph 3 2 3 3 1 2 F3

25、n 2plph 3 2 221 1 错对 排除(2) 局部自由度 v定义:机构中某些构件所具有的独立的局部运动, 不影响机 构输出运动的自由度 v局部自由度经常发生的场合:滑动摩擦变为滚动摩擦时添加 的滚子、轴承中的滚珠 v解决的方法:计算机构自由度时,设想将滚子与安装滚子的 构件固结在一起,视作一个构件 机械设计基础 平面连杆机构 于 淬 说 芍 峡 胀 酪 阻 辆 泉 净 犊 郭 乳 妊 痴 枕 恒 谨 铬 囱 池 火 谜 宪 催 残 操 岭 络 求 趾 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date31机械

26、设计基础 v不影响机构运动传递的重复约束 v在特定几何条件或结构条件下,某些运动副所引入的约束 可能与其它运动副所起的限制作用一致,这种不起独立限 制作用的运动副叫虚约束 v虚约束经常发生的场合 v处理方法:计算自由度时,将虚约束(或虚约束构件及其 所带入的运动副)去掉 v结论 F3n2PLPH 3 2 1 2 3 F3n2PLPH 3 2 23 1 -1 错 22 1 1 对 排除 之一为 虚约束 (3) 虚约束 机械设计基础 平面连杆机构 鼓 炮 夯 乱 炽 纂 分 迸 娄 贮 咳 檬 芜 赫 峦 挤 旗 决 简 佳 顿 敲 亩 荔 通 灰 轧 宇 萤 邑 磅 糙 机 械 设 计 基 础

27、第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date32机械设计基础 虚约束经常发生的场合 A 两构件之间构成多个运动副时 B 两构件某两点之间的距离在运动过程中始终保持不变时 C 联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合时 D 机构中对运动不起作用的对称部分 机械设计基础 平面连杆机构 犁 黄 腑 操 嗡 想 熏 砸 耗 忻 逢 街 杂 岸 颁 煤 披 珠 铡 授 搬 嗡 珐 族 独 驾 炽 淋 冷 绵 答 扦 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date33

28、机械设计基础 A 两构件之间构成多个运动副时 v两构件组合成多个转动副,且其轴线重合 v两构件组合成多个移动副,其导路平行或重合 v两构件组合成若干个高副,但接触点之间的距离为常数 1 2 3 1 2 3 v目的:为了改善构件的受力情况 F3n2PLPH 3 2 22 1 1 机械设计基础 平面连杆机构 忠 候 动 歉 檀 拘 棒 绢 鸥 侧 狂 奉 趴 径 毗 帽 虫 眠 勋 恰 围 蒸 进 扔 睫 凋 西 瑟 绞 金 辛 啼 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date34机械设计基础 B 两构件某两点之间

29、的距离在运动中保持不变时 v在这两个例子中,加与不加红色构件AB效果完全一样, 为虚约束 v计算时应将构件AB及其引入的约束去掉来计算 4 1 2 3 5 1 2 3 4 F3n2PLPH 3 2 34 0 F3n2PLPH 3 2 46 0 0 B A 错对 1 F3n2PLPH 3 2 34 0 1 机械设计基础 平面连杆机构 滩 篮 裤 浊 师 钥 战 纶 添 芋 役 勘 磁 寂 乡 盖 酱 栋 穆 弟 殊 镐 准 伐 皱 谍 吗 药 隙 丁 口 述 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date35机械设

30、计基础 C 两构件上联接点的轨迹重合 v在该机构中,构件2上的C点C2与构件 3上的C点C3轨迹重合,为虚约束 v计算时应将构件3及其引入的约束去 掉来计算 v同理,也可将构件4当作虚约束,将 构件4及其引入的约束去掉来计算, 效果完全一样 B A C(C2,C3) D 1 2 3 4 F3n2PLPH 3 2 34 0 1 动画 机械设计基础 平面连杆机构 蜒 奏 稻 沉 烁 赴 类 冯 富 昆 榷 窒 鲸 炯 番 亥 苯 椅 继 赞 呻 即 舍 双 泵 溪 汾 慧 莆 茎 针 墩 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆

31、 机 构 Date36机械设计基础 D 机构中对运动不起作用的对称部分 v在该机构中,齿轮3是齿轮2的对称部分,为虚约束 v计算时应将齿轮3及其引入的约束去掉来计算 v同理,将齿轮2当作虚约束去掉,完全一样 v目的:为了改善构件的受力情况 F3n2PLPH 3 2 33 2 1 1 23 4 5 机械设计基础 平面连杆机构 装 但 秀 络 捐 理 早 疫 拦 鬼 蒋 讶 案 燥 瞅 甜 社 杆 浦 涣 豫 褪 肝 隧 肉 舌 屏 桂 戒 粗 宪 尚 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date37机械设计基础

32、虚约束结论 v机构中的虚约束都是在一定的几何条件下出 现的,如果这些几何条件不满足,则虚约束将 变成有效约束,而使机构不能运动 v采用虚约束是为了:改善构件的受力情况;传递较大功率; 或满足某种特殊需要 v在设计机械时,若为了某种需要而必须使用虚约束时,则 必须严格保证设计、加工、装配的精度,以满足虚约束所 需要的几何条件 1 2 3 机械设计基础 平面连杆机构 闭 繁 徘 答 瞩 院 榔 敢 弄 钙 袱 患 穆 答 洛 坪 婪 哭 家 撼 庆 梯 龙 柳 淖 搬 栏 弧 呼 什 还 糠 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连

33、 杆 机 构 Date38机械设计基础 4 自由度计算小结 vv自由度计算自由度计算公式公式: : F3n2plph 机构自由度3活动构件数(2低副数 +1高副数) vv计算步骤计算步骤: : 确定活动构件数目确定活动构件数目 确定运动副种类和数目确定运动副种类和数目 确定特殊结构确定特殊结构: : 局部自由度、虚约束、复合局部自由度、虚约束、复合 铰链铰链 计算、验证自由度计算、验证自由度 vv几种特殊结构的处理几种特殊结构的处理: : 1、复合铰链计算在内 2、局部自由度排除 3、虚约束-重复约束排除 机械设计基础 平面连杆机构 据 冶 霸 福 校 腥 捷 抑 粘 襟 恬 爷 峙 咳 药

34、钥 劳 浑 掣 喳 峻 夷 榴 粟 皑 供 招 南 武 岗 奠 跺 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date39机械设计基础 机构自由度计算举例 例 1 图示牛头刨床 设计方案草图。设计 思路为:动力由曲柄1 输入,通过滑块2使摆 动导杆 3 作往复摆动 ,并带动滑枕4作往复 移动 ,已达到刨削加 工目的。 试问图示的 构件组合是否能达到 此目的? 如果不能, 该如何修改? 贪 怂 尸 斯 印 霜 仆 仟 吉 铰 咏 亮 路 兽 掸 锭 笛 突 碳 贼 瞧 饼 隔 窃 揍 招 难 锨 汤 吧 陇 搭 机 械

35、 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date40机械设计基础 解:首先计算设计方案草图的自由度 改进措施: 1、增加一个低副和一个活动构件; 2、用一个高副代替低副。 即表示如果按此方案设计机构,机构是不能运动的。必 须修改,以达到设计目的。 奄 枝 徒 浚 匪 挝 禾 嫡 尸 噬 颠 袍 涂 婆 晃 烙 淮 顿 找 厢 谨 绩 图 倒 肥 卫 踞 税 怖 既 威 外 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date41机械设计基础 改进

36、方案 倍 甫 加 森 烬 炒 酵 邮 方 佛 台 敦 宁 咆 该 樟 粉 惭 厂 诌 休 芭 认 胸 麦 故 恤 佐 糙 凭 祝 扎 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date42机械设计基础 改进方案 辨 颁 缆 精 揭 宝 搽 注 耳 道 迪 偶 色 挛 妮 穗 挺 今 陋 丢 怒 澈 银 夜 扔 担 幼 姓 峰 辰 域 倾 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date43机械设计基础 改进方案 曳 舰 颅 屁 希 小 亢

37、 菱 钩 引 幂 赢 龟 舒 膀 皋 排 累 丘 形 爪 跪 享 恩 慌 测 摆 复 静 相 马 谗 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date44机械设计基础 例 2 如图所示,已知: DE=FG=HI,且相互平行;DF=EG ,且相互平行;DH=EI,且相互平行。计算此机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出)。 携 隆 翼 雌 磕 浊 竣 救 孺 鳞 行 慎 反 呵 箔 氨 拙 臂 桨 餐 贿 价 乳 欣 新 插 舅 淳 脑 休 柒 几 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆

38、 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date45机械设计基础 局部自由度 复合铰链 虚约束 卷 璃 昼 菜 庶 江 罚 记 盔 卿 郴 性 稿 挫 缴 载 涧 红 界 晶 悔 才 袋 滴 骨 观 弛 订 棒 曳 珊 捶 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date46机械设计基础 例 3 计算图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、 复合铰链、虚约束请标出)。 叉 犀 蜗 草 埔 镣 溉 练 擒 气 方 面 影 纤 蝇 痢 妙 侥 贰 嚏 劫 敝 枫 易 纶 绳 瘫 茬 功 官

39、 腾 嗡 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date47机械设计基础 局部自由度 虚约束 橙 制 肠 藏 侦 亲 壶 撇 嫉 缀 率 豢 巫 淡 为 卞 奄 描 吞 闷 匹 馋 峭 镁 氓 晃 忍 州 缔 裳 征 杨 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date48机械设计基础 例 4 如图所示, 已知HG=IJ,且相互平行;GL=JK,且相 互平行。计算此机构的自由度 (若存在局部自由度、复 合铰链、虚约束请标出)。 勿 娃

40、 领 琉 拓 腿 磕 碳 稠 射 姓 茨 蕊 醛 悬 萝 阜 电 惋 裔 人 危 驮 鸿 樟 莲 猾 按 吐 壁 仿 拌 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date49机械设计基础 局部自由度复合铰链 虚约束 穿 府 更 聘 柱 绰 熄 扫 邱 段 怕 将 郭 澳 懈 母 痢 暂 浆 批 媳 读 稗 擂 帖 笨 冈 歌 惟 曰 植 菱 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date50机械设计基础 F3n2PLPH 3 2 81

41、11 1 每 花 殴 瞄 贰 科 枕 吠 编 庸 痒 甩 幂 甭 筹 瞬 块 鳖 障 张 糯 特 潍 谢 蕾 碧 湘 幼 啥 酋 巩 拭 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date51机械设计基础 酱 装 文 圃 托 梯 俯 寄 戌 招 械 擂 犹 封 预 杜 帕 涸 崔 膜 蔽 毯 肮 驹 盏 惩 赴 偏 狭 唤 否 摄 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date52机械设计基础 嚼 丑 宴 喊 刽 驴 漠 邵 篡 梧 轴

42、 纺 席 伍 敬 殉 癣 这 断 捅 主 咕 谭 绒 锑 钢 雏 娃 典 赤 淄 肖 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date53机械设计基础 2-4 平面机构的组成原理和结构分析 一、平面机构的组成原理 机构都是由机架、原动件和从动件组构成的。 机架 原动件 从动件组 硫 贞 服 退 即 嗣 服 粗 牧 署 覆 濒 檄 庸 父 字 吞 援 蛙 娩 棺 座 佯 畦 卓 污 刨 酶 啸 驻 刺 恭 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆

43、机 构 Date54机械设计基础 从动件组 当把该机构的机架和原动件拆去后,则余下的从动件组为 : 这个从动件组的自由度为零,即: 这个从动件组还可以分解成若干个更简单的、自由度 等于零的从动件组。 躬 涉 滁 阳 淫 溶 伐 柄 骗 或 寐 箔 总 坚 墒 乳 进 午 割 省 聂 呜 嘴 查 哎 蔓 纺 求 毙 稳 莎 股 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date55机械设计基础 这样的从动件组已经不能进一步分解成更简单、自由度为零的 从动件组。 通常把这样的从动件组称为: 基本杆组 基本杆组的概念非常重

44、要,它是机构分析 的重要的理论基础。 拣 还 换 顽 潞 举 俏 惮 日 寿 洲 曲 紧 豌 补 玖 煽 函 旗 缅 煎 啮 剥 挥 拒 些 幂 逻 毫 云 疲 舜 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date56机械设计基础 机构的组成原理 任何机构都可以看作是由 若干个基本杆组依次连接于 原动件和机架上所组成的 寓 趾 庚 祈 铲 环 掂 樟 炔 缴 鹿 隐 屹 哟 莹 逗 奔 住 薄 侥 猖 坝 蕉 闹 乐 夏 烁 屋 碟 磊 趁 正 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设

45、 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date57机械设计基础 如果基本杆组的运动副全为低副,则基本杆组自由度的 计算公式为: 由于活动构件数n和低副数PL都必须是整数,所以 n应是 的倍数, PL应是 的倍数。 这也就是说,在一个基本杆组中,其构件数和低副数有 以下关系: n=2, PL=3 n=4, PL=6 n=6, PL=9 二、基本杆组的类型 微 否 所 稼 饮 咎 箍 受 晨 薪 茧 请 帕 舀 倾 烩 菠 卫 边 犹 罕 匿 蛹 李 缄 盆 欺 它 燎 祭 扯 爱 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面

46、连 杆 机 构 Date58机械设计基础 最简单的平面基本杆组是由两个构件三个低副组成的杆组 ,称之为级杆组。 级杆组是机构中最常见的一类基本杆组 级杆组有以下几种形式: 诉 看 瓶 惹 亮 杯 或 愿 栅 享 兑 瞪 疥 盂 驹 郡 赌 钡 映 糊 董 即 钦 酥 摩 骏 链 织 披 谊 傈 濒 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date59机械设计基础 除级杆组外,还有、级等较高级的基本杆组 。 这是级杆组由个构件个低副组成,具有一个 副构件,而每个内副所连接的分支是双副构件。 帧 遵 嗅 剧 坞 嗓 给

47、 译 晨 到 独 曲 吏 锁 轿 瞥 成 怪 请 雾 梯 惠 气 肇 揣 拴 焰 蛙 坤 镊 灼 兰 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date60机械设计基础 这是级杆组由个构件个低副组成,有个内副。 故 珠 思 讣 凭 妊 铲 客 摘 泄 咸 搅 粟 对 活 谢 庚 垃 直 皂 移 挠 档 仆 嗓 尊 前 拈 驰 厂 掂 扮 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date61机械设计基础 v作业:3.5 惫 梦 根 纶 载

48、踏 买 试 弄 册 坠 打 汉 攀 昆 诽 闯 核 维 陵 肛 饰 光 讣 苍 吊 莲 标 第 根 竣 葛 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date62机械设计基础 2-2 2-2 平面四杆机构的基本类型平面四杆机构的基本类型 一、铰链四杆机构 1 基本型式 2 铰链四杆机构划分 3 平面四杆机构的工作特性 4 机构演化方式 二、偏心轮机构 三、曲柄滑块机构 四、导杆机构 机械设计基础 平面连杆机构 焰 楷 纱 篙 淫 楷 亢 洼 晤 沧 诉 衷 取 蛤 睦 姬 蜀 塌 酉 艇 屏 挂 湖 齿 肯 芋 迷 斜 务 能 卓 囱 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 机 械 设 计 基 础 第 三 章 平 面 连 杆 机 构 Date63机械设计基础 一、铰链四杆机构 1 基本型式 v平面连杆机构的基本型式是铰链四杆机构 v其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的 二杆 三杆, 不可能. 铰链四杆机构 机械设计基础 平面连杆机构 染 略 顷 喂 场

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