连杆机构运动分析40页PPT
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第二章-曲柄连杆机构动力学分析PPT优秀课件
vmax
R 1 cos
R
1 2
4
由近似式可得出活塞平均速度
c m 1 0 R (s i 2 n s2 i ) n d 2 R 3 S
n 0
活塞的最大速度和平均速度之比是反映活塞运动交变程度的一个 指标：
vmaxR 12 12
cm
2R 2
（此值约为1.6）
5
3、活塞加速度
aR2ccoo s sc co o3 2 ss （精确式）
离心力 prB ⑦曲柄不平衡质量引
起的离心惯性力 prk (pr=prB+prK) ⑧曲柄销处作用力 合力 RB ⑨主轴颈处作用力 合力 RK
24
3、曲柄连杆机构上的作用力方向及性质
25
pg 使机体受拉，在机体内部平衡，不传到机外去，不引起振 动
p=pg+pj中的pj 往复运动产生的自由力，在机体内不能平衡， 将传
连杆摆动角速度：L
cos
12sin21/2
连杆摆动角加速度：L 2(12 1 2 2 2 )s sii n n 2 2(3 1 /2 si2 n )
将上述各式与中心曲柄连杆机构运动参数相比，只是多了含ξ 的项。由于汽车发动机的偏心率通常都很小，两者的差别很小。
15
§2—2 曲柄连杆机构受力分析
8
4、连杆的运动
连杆在摆动平面内的运动是随活塞的往复运动和绕活塞销的摆动
的复合运动。往复运动规律上面已给出，这里只考虑摆动。
连杆摆角β：arcssin i n()
（精确式）
si n112si2n
6
（近似式）
在α=90º或270º时达到极值：
e arcsin
连杆摆动角速度eωL：(1162)
连杆机构实用PPT课件PPT课件
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（1）曲柄摇杆机构
平面连杆机构的类型、特点和分类
特征：曲柄＋摇杆
作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
雷达天线俯仰机构
搅拌机构Байду номын сангаас
（ 曲柄主动 ）
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缝纫机踏板机构 （ 摇杆主动 ）
（2）双曲柄机构 特征：两个曲柄 作用：将等速回转转变为 等速或变速回转。
平面连杆机构的类型、特点和分类
第22页/共54页
4.急回特性
平面连杆机构的运动和动力特性
从动件作往复运动的平面连杆机构中，若从动件工作行程的平 均速度小于回程的平均速度，则称该机构具有急回特性。
在曲柄摇杆机构中，当 从动件（摇杆）位于两 极限位置时，曲柄与连 杆共线。此时对应的主 动曲柄之间所夹的锐角θ 叫作极位夹角。
第23页/共54页
第六章 连 杆 机 构
§6－1 平面连杆机构的类型、特点和应用 §6－2 平面连杆机构的运动和动力特性 §6－3 平面连杆机构的综合概述和刚体位移矩阵 §6－4 平面刚体导引机构的综合 §6－5 平面函数生成机构的综合 §6－6 平面轨迹生成机构的综合 §6－7 按行程速比系数综合平面连杆机构
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1
其中，P为参考点。通常，P1、Pj和 α1j同时给定。
第32页/共54页
Qj
1
D1 j
Q1
1
其中：
d11 j d12 j d13 j
[D1j ]
d 21 j
d 22 j
d
23
j
0 0 1
平面连杆机构的综合和位移矩阵
cos1 j
=
sin
1
j
（1）曲柄摇杆机构
平面连杆机构的类型、特点和分类
特征：曲柄＋摇杆
作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
雷达天线俯仰机构
搅拌机构Байду номын сангаас
（ 曲柄主动 ）
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缝纫机踏板机构 （ 摇杆主动 ）
（2）双曲柄机构 特征：两个曲柄 作用：将等速回转转变为 等速或变速回转。
平面连杆机构的类型、特点和分类
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4.急回特性
平面连杆机构的运动和动力特性
从动件作往复运动的平面连杆机构中，若从动件工作行程的平 均速度小于回程的平均速度，则称该机构具有急回特性。
在曲柄摇杆机构中，当 从动件（摇杆）位于两 极限位置时，曲柄与连 杆共线。此时对应的主 动曲柄之间所夹的锐角θ 叫作极位夹角。
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第六章 连 杆 机 构
§6－1 平面连杆机构的类型、特点和应用 §6－2 平面连杆机构的运动和动力特性 §6－3 平面连杆机构的综合概述和刚体位移矩阵 §6－4 平面刚体导引机构的综合 §6－5 平面函数生成机构的综合 §6－6 平面轨迹生成机构的综合 §6－7 按行程速比系数综合平面连杆机构
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1
其中，P为参考点。通常，P1、Pj和 α1j同时给定。
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Qj
1
D1 j
Q1
1
其中：
d11 j d12 j d13 j
[D1j ]
d 21 j
d 22 j
d
23
j
0 0 1
平面连杆机构的综合和位移矩阵
cos1 j
=
sin
1
j
第十章连杆机构ppt课件
缝纫机的脚踏机构
火车车轮联动装置
第二节 平面四杆机构的基本性质
想一想 练一练 请问摆动导杆机构、对心曲柄滑块机构以哪个构件为
原动件时，机构存在死点位置？
第三节 连杆机构的运动设计
平面四杆机构的设计，主要考虑给定的运动条件，确 定机构运动简图。有时为了使设计可靠、合理，还应考虑 几何条件和动力条件。
案例导入
问题：（1）各构件的长度如何才能保证实现相关的运动？ （2）该机构在工作时，出现卡死现象如何处理？
缝纫机踏板机构
第十章 连杆机构
1
平面四杆机构的基本形式及其应用
2
平面四杆机构的基本性质
4
连杆机构的运动设计
第一节 平面四杆机构的基本形式及 其应用
1 铰链四杆机构 2 曲柄滑块机构 3 案例分析 4 课堂练习
t1 t2
1 2
180 180
或 180 K 1 K 1
第二节 平面四杆机构的基本性质
极位夹角为： 180 K 1
K 1
讨论：a、θ>0º→K>1→此时机构具有急回特性，θ↑ → K↑ →急
回特性越显著。 b、θ=0º→K=1，此时机构无急回特性。
第二节 平面四杆机构的基本性质
想一想 练一练 试确定下列不同机构以曲柄为原动件时的极限位置？
曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。 摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。 （4）连杆：不直接与机架相连的构件。
第一节 平面四杆机构的基本形式及 其应用
铰链四杆机构按是否存在曲柄可分为三类： 1、曲柄摇杆机构
（1）概念：铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个是 曲柄，另一个是摇杆，则称为曲柄摇杆机构。
复习：平面机构的概念
第2章曲柄连杆机构PPT课件
使用。曲轴要求用强度、冲击韧性和耐磨性都比较好的材料制造，一般采用中碳钢或中碳合金钢模锻。为
了提高曲轴的耐磨性，其主轴颈和曲柄销表面上均须高频淬火或渗氮，再经过精磨，以达到高精度和较小
动时，速度很高，而目数值在不断地变化。
•
当活塞从上止点向下止点运动时，其速度变化规律是:从零开始，逐渐增大，临近中间达最大值，
然后又逐渐减小至零。
第3页/共59页
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曲柄连杆机构的受力分析
•
同理，当活塞向上运动时，前半程惯性力向下，后半程惯性力向上。活塞、活塞销和连杆小
头的质量越大，曲轴转速越高，则往复惯性力也越大。它使曲轴连杆机构的各零件和所有轴颈承受周期性
曲与扭转载荷。为了保证工作可靠，要求曲轴具有足够的刚度和强度，各工作表面要耐磨而A润滑良好，东
风EQ6100Q-1型发动机曲轴飞轮组如图2-38所示。
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曲轴飞轮组
•
按照曲轴的主轴颈数，可以把曲轴分为全支承曲轴和非全支承曲轴两种。在相邻的两个曲拐之
间，都设置一个主轴颈的曲轴，称为全支承曲轴;否则称为非全支承曲轴。
有影响，并关系到汽车的总体布置情况。汽车发动机汽缸排列基本上有以下三种形式:
•
①单列式(直列式)发动机的各个汽缸排成一列，一般是垂直布置的。但为了降低发动机的高度，有时
也把汽缸布置成倾斜的甚至水平的。②双列式发动机左右两列汽缸中心线的夹角/小于180 ° ，称为V形发
动机。③γ等于180°则称为对置式发动机
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机体组
• 油底壳
•
油底壳的主要功用是储存机油(润滑油)并封闭曲轴箱。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压
连杆机构分析PPT课件
三、急回机构设计：实现具有急回特性的四杆机构 问题关键：A 点的确定方法
四、轨迹生成机构设计：实现预期轨迹 解析法：9个精确点位置 实验法：增加自由度或者减少约束，增加设计灵活度
第48页/共56页
有关平面连杆机构设计的参考资料
1. 张世民. 平面连杆机构设计. 高等教育出版社，1983：书中介绍了 平面连杆机构的设计方法，及给出了应用实例。
第3周作业(用图解法） 1. 习题2.13 －－刚体导引机构设计 2. 习题2.16 ——急回机构设计 3. 习题2.19 －－ 设计与分析题
第54页/共56页
第2周布置必修实验：
实验一：典型机构的运动与应用实例展示：开放性实验 （1学时） 开放时间：第3周周一、周二、周三
实验二：机构运动简图绘制（2学时） 实验时间：第5、6周。
2. 最短杆两端的转动副为整转副。
3. 此时，若以最短杆或其相邻杆作机架， 机构都存在曲柄。
4. 不满足杆长条件则没有整转副，不存在 曲柄，则是双摇杆机构。 以上为格拉霍夫定理
第9页/共56页
铰链四杆机构
以最短杆AB相邻构 件AD为机架
曲柄摇杆机构
以最短杆AB为机架
双曲柄机构
平行四杆机构
以最短杆AB对面构
第 2 章 连杆机构
。 若干刚性构件通过低副联接而成的机构，称为连杆机构
平面连杆机构：各运动构件均 在相互平行的平面内运动
空间连杆机构
第1页/共56页
2.1 平面连杆机构的类型
平面四杆机构的基本形式
C
机架： AD
连架杆： AB、CD 定轴转动
B
连杆： BC 平面一般运动
A
D
整转副： A、B 摆转副： C、D
四、轨迹生成机构设计：实现预期轨迹 解析法：9个精确点位置 实验法：增加自由度或者减少约束，增加设计灵活度
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有关平面连杆机构设计的参考资料
1. 张世民. 平面连杆机构设计. 高等教育出版社，1983：书中介绍了 平面连杆机构的设计方法，及给出了应用实例。
第3周作业(用图解法） 1. 习题2.13 －－刚体导引机构设计 2. 习题2.16 ——急回机构设计 3. 习题2.19 －－ 设计与分析题
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第2周布置必修实验：
实验一：典型机构的运动与应用实例展示：开放性实验 （1学时） 开放时间：第3周周一、周二、周三
实验二：机构运动简图绘制（2学时） 实验时间：第5、6周。
2. 最短杆两端的转动副为整转副。
3. 此时，若以最短杆或其相邻杆作机架， 机构都存在曲柄。
4. 不满足杆长条件则没有整转副，不存在 曲柄，则是双摇杆机构。 以上为格拉霍夫定理
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铰链四杆机构
以最短杆AB相邻构 件AD为机架
曲柄摇杆机构
以最短杆AB为机架
双曲柄机构
平行四杆机构
以最短杆AB对面构
第 2 章 连杆机构
。 若干刚性构件通过低副联接而成的机构，称为连杆机构
平面连杆机构：各运动构件均 在相互平行的平面内运动
空间连杆机构
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2.1 平面连杆机构的类型
平面四杆机构的基本形式
C
机架： AD
连架杆： AB、CD 定轴转动
B
连杆： BC 平面一般运动
A
D
整转副： A、B 摆转副： C、D
连杆机构分析和设计.ppt
偏置曲柄滑块机构 （ e > 0) 对心曲柄滑块机构 (e = 0)
对心曲柄滑块机构
偏置曲柄滑块机构
2、选用不同构件为机架
（1）变化铰链四杆机构的机架
C
B
整周转动副
2
(<360°)
(0~360°)
3
1
(0~360°)
(<360°)
A
4
D
曲柄摇杆机构
C
2
(<360°)
B (0~360°)
第三章 连杆机构分析和设计
§3-1 概述 §3-2 平面四杆机构的基本类型及其演化 §3-3 平面四杆机构有曲柄的条件及几个基本概念 §3-4 平面连杆机构的运动分析 §3-5 平面连杆机构的力分析和机械效率 §3-6 平面四杆机构的设计 §3-7 机器人操作机——开式链机构及其运动分析
3
1
(0~360°)
(<360°)
A
4
D
双曲柄机构
C
2
(<360°)
B (0~360°)
3
1
(0~360°)
(<360°)
A
4
D
双摇杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
（2）变化单移动副机构的机架
B
1 A
2
4
C3
曲柄滑块机构
曲柄摇块机构
导杆机构
定块机构
导杆机构
B
转动导杆机构
2
1 A
4
2、其运动副元素多为平面或圆柱面，制造比较 容易，而且靠其本身的几何封闭来保证构件运动， 结构简单，工作可靠。
3、可以实现不同的运动规律和特点轨迹要求。
《机械原理》连杆机构(课堂PPT)
的构件只能作一定
范围内的摆动。
图示与连杆形
成的转动副为摆转
副。
因此，机构命名显然与活动构件的运动形式有
关。
形成的运动方式与可运动构件的转动范围、运
动形式有关(如：正、反平行四边形机构)。
5
平面四杆机构的演化 1. 扩大转动副
6
2. 转动副—移动副
图(a) ：对心曲柄滑块机构。
偏距 e 等于零。滑块 C 的行程等于2 lAB ；往
(2)几何条件 (设计后的校核条件)； (3)动力条件 (设计后的校核条件)。 设计结果： 给出可以绘制机构运动简图的数据。 1)固定铰链点的相对坐标位置； 2)各杆的长度； 3)相邻构件间的运动副形式。 设计方法： <1>图解法。学习的重点 <2>解析法、实验法。自学
26
1) 按行程 速比系数K 设计
1.1 曲柄 摇杆机构
参见教材P132。
27
1.2 偏置曲柄滑块机构
B
min
A
C
C1
e
C2
28
2) 按给定的连杆位置设计
2.1 给定活动铰链(B,C)
C1 C12
b12
B1
B2 b23
B3
C2 C23
C3
AD
29
2.2 给定固定铰链(A,D)
B1
F1
E1
E2
E3
F2 C1 F3
A
D
30
给定固定铰链:
构
8
(2)曲柄摇杆机构
a)以杆BC或AD
为机架，得到曲柄摇
杆机构；图(a) (b)杆
AB可以作整周转动，
杆CD作一定范围内
《连杆机构》PPT课件
2C
1
3
A
ф
4
D
H
正切机构
H
精选ppt
B
2
ф
1
A
l1
4 3
D
正弦机构
34
2 A1
3
4
D
精选ppt
35
五、偏心轮机构：扩大转动副
扩大转动副 B的半径
使之超过曲 柄的长度
杆1变为圆盘，其几何 中心为B，运动时，圆盘绕 偏心A转动，故称为偏心 轮。 A 、B之间的距离称
为偏心距e，即为曲柄的长
度。
精选ppt
K = v2/v1 =（C2C1/t2）/ （C1C2/t1 ） = t1/t2 = 1/2 =（180°+θ）/（180°-θ）
式中θ为摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄所 夹的锐角，称为极限夹角（ C2AC1） 。
极位夹角θ越大，K值越大，急回运动的性质 越显著。
极限夹角计算公式：
θ=180°（K-1）/（K+1）
v1 =C⌒1C2/t1 v2 =C⌒1C2/t2
v1<v2
1
B2
它表明摇杆具
A
D
有急回运动特性。
B1
2
曲柄转角 1=180°+θ, C1C2 慢行程
2=180°-θ C2C1 快行程
∵ 1>2 , ∴ t >t , 1精选ppt 2
8
急回运动特性可用行程速度变化系数：（或行程 速比系数）K表示：
精选ppt
9
连杆机构输出件具有急回特 性的条件：
1）原动件等角速整周转动； 2）输出件具有正、反行程的往复运动； 3）极位夹角θ>0。