连杆机构的组成及应用共37页

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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
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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

机械设计原理-连杆机构解析

机械设计原理-连杆机构解析


刚体导引机构

刚化反转法
以CD杆为机架时看到的四杆机构ABCD的位置相当 于把以AD为机架时观察到的ABCD的位置刚化,以D 轴为中心转过 1 2 得到的。
瞬心在速度分析中的应用 2/ 4=P14P24/P12P24
4.4.2 杆组法及其应用
结构分析就是将已知机构分解为原 动件、机架和若干个基本杆组,进而了 解机构的组成,并确定机构的级别。机 构结构分析的步骤是: (1)计算机构的自由度并确定原动件。 (2)拆杆组。
4.5平面连杆机构设计
4.5.1 平面连杆机构设计的基本问题 问题一:刚体导引机构设计 引导一个刚体实现一系列给定位置
由图可见,γ 与 机构的∠BCD有关。 在ΔABD和ΔBCD中, 由余弦定理得:
BD2 a 2 d 2 2ad cos
2 b
1 1 a
A

4 d
3
c
D
C
F2 F F1v
c
BD2 b2 c 2 2bc cosBCD

b 2 c 2 a 2 d 2 2ad cos BCD cos 2bc
l1 l 4 l 2 l3
(3)
以上三式两两相加并化简可得:
l1 l2
l1 l3
l1 l4
(4)
铰链四杆机构曲柄存在条件: 1、曲柄为最短杆; 2、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和
满足上述条件时,取不同的构件为机架时,可 得三种不同性质的铰链四杆机构
取最短杆的邻杆为机架 ---曲柄摇杆机构 取最短杆的对杆为机架 ---双摇杆机构
D
C2
B1
C1
地面

《连杆机构》课件2

《连杆机构》课件2

利用数值分析方法,如有限元分析、有限 差分分析等,对连杆机构进行应力、应变 、位移等方面的计算和分析。
优化算法
实验验证
采用各种优化算法,如遗传算法、粒子群 算法、模拟退火算法等,对连杆机构的设 计参数进行优化,以实现最优设计。
通过实验验证优化设计的连杆机构的性能 ,对比优化前后的性能指标,评估优化效 果。
可靠性原则
连杆机构应具有足够的强度和刚度,以确保 长期稳定运行和安全性。
高效性原则
连杆机构应具有较高的传动效率和较低的摩 擦阻力,以减小能量损失。
经济性原则
在满足功能和性能要求的前提下,连杆机构 应尽量简单、轻便、低成本。
连杆机构的优化目标
减小体积和重量
通过优化设计,减小连 杆机构的体积和重量, 使其更加紧凑和轻便。
04
连杆机构的强度与刚度分析
连杆机构的受力分析
1 2 3
受力分析概述
连杆机构在各种机械系统中起着传递运动和力的 作用,其受力分析是评估机构性能的重要基础。
静力学分析
通过静力学分析,可以确定连杆机构在静止或匀 速运动状态下所受的力及其方向,从而为后续的 强度和刚度分析提供依据。
动力学分析
动力学分析用于研究连杆机构在动态变化过程中 的受力情况,包括加速度、速度和位移等参数对 机构受力的影响。
连杆机构在机械手夹持器 中的应用
连杆机构用于连接机械手的驱动装置和夹持 器,实现夹持器的快速、准确、稳定地夹紧 和松开。
连杆机构在机械手关节中 的应用
连杆机构用于连接机械手的各个关节,实现 机械手的灵活运动,完成各种复杂操作。
连杆机构在其他领域的应用
连杆机构在医疗器械中的应用
连杆机构用于医疗器械中,如手术台、检查仪器等,实现精确、稳定、高效的操作。

连杆机构组成及作用

连杆机构组成及作用

连杆机构组成及作用连杆机构是一种常见的机械传动装置,由若干个连杆和连接它们的铰链组成。

它的作用是将输入的运动或力传递给输出端,并实现所需的运动规律或力学特性。

连杆机构广泛应用于各个领域,如汽车、船舶、航空、机械制造等。

连杆机构由若干个连杆组成,连杆之间通过铰链连接。

其中,连杆是一种刚性杆件,可以是直线杆、曲线杆或曲面杆。

铰链是一种连接两个连杆的装置,它允许两个连杆相对运动,同时保持它们之间的约束关系。

连杆机构通常包括曲柄连杆机构、滑块连杆机构、摇杆机构等。

连杆机构的作用主要有以下几个方面:1. 转换运动形式:连杆机构可以将一种运动形式转换为另一种运动形式。

例如,曲柄连杆机构可以将旋转运动转换为往复直线运动,滑块连杆机构可以将旋转运动转换为往复直线运动或曲线运动。

2. 传递力和扭矩:连杆机构可以传递输入端的力和扭矩到输出端。

通过调整连杆的长度、角度和布置方式,可以实现不同的力和扭矩传递需求。

例如,汽车发动机中的连杆机构可以将活塞的上下往复运动转换为曲轴的旋转运动,并传递给车轮,驱动汽车行驶。

3. 控制运动规律:连杆机构可以实现特定的运动规律。

通过调整连杆的参数,如长度、角度和布置方式,可以实现所需的运动速度、加速度和行程等。

例如,摇杆机构常用于控制阀门的开启和关闭,通过调整摇杆的角度和行程,可以实现对流体的控制。

4. 增加机构刚度:连杆机构可以增加机构的刚度和稳定性。

通过连接多个连杆,可以形成刚性框架,增加机构的整体刚度。

这在一些对刚度要求较高的应用中特别重要,如高速机械设备和精密仪器。

5. 实现特定功能:连杆机构还可以实现一些特定的功能。

例如,摇臂机构可以实现动作的放大和反向变换,用于机械手和机器人的运动控制;并联连杆机构可以实现多自由度的运动控制,用于航空航天和工业自动化等领域。

连杆机构作为一种重要的机械传动装置,具有转换运动形式、传递力和扭矩、控制运动规律、增加机构刚度和实现特定功能等作用。

连杆机构分析PPT课件

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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
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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

连杆机构教学-经典教学教辅文档

连杆机构教学-经典教学教辅文档

E C
E C
A
B
A
B+
D
D
D
在F=1的前提下,六杆、八杆机构均可分解为由一系列的 四杆机构组成。
3. 低副机构具有运动 可逆性
运动可逆性:两 构件上任一重合点, 其相对运动轨迹是相 同的,亦即,不论哪 一个构件固定,另一 构件上一点的运动轨 迹都是相同的。
M(M1,M2)
1
2
轨迹线
1 M1
M2 2
A
LAB ≤ 120
3. 设AB为之间杆
即 110 + 60 ≤ LAB + 70
100 ≤ LAB
所以AB杆的取值范围为:
LAB ≤ 20,100 ≤ LAB ≤ 120
C 70
60
110
D
2. 推广 (1) 推广到曲柄滑块机构 a. 对心式
a + LAD∞ ≤ b + LCD∞
a≤b
b. 偏置式
M(M1,M2)
1 M1点轨迹线——摆线
2 M2点轨迹线——渐开线
一、基本类型 1. 构件及运动副名称 构件名称:连架杆——与机架连接的构件
曲柄——作整周回转的连架杆 摇杆——作来回摆动的连架杆 连杆——未与机架连接 的构件 机架 运动副名称: 回转副(又称铰链) 移动副
(avi)
2. 基本 类型
改变运动副类型 移动导杆机构
B A
改变运动副类型 C
C

定为机架 改变机架
θ
双滑块机构
改变构件 相对尺寸 正弦机构
2. 扩大铰链副
B A
C D
B A
C D
B AA
C D
偏心轮机构

《连杆机构》PPT课件

《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。

机械设计基础.连杆机构

机械设计基础.连杆机构
详细描述
急回特性的产生是由于连杆机构在运动过程中,主动件与从动件之间的相对位置发生变化,导致输出杆的运动速 度发生突变。这一特性在机械设计中具有重要意义,可以用于实现快速往复运动、减小空回行程时间等。
传力特性
总结词
传力特性是指连杆机构在传递动力时, 机构各部分所承受的力的大小和方向的 特性。
VS
详细描述
04
连杆机构的设计
设计步骤和原则
确定机构功能
首先明确连杆机构需要实现的功能,如实现 往复运动、间歇运动等。
设计机构尺寸
根据机构类型和功能,计算并确定各构件的 尺寸。
选择合适的连杆机构类型
根据所需功能选择合适的连杆机构类型,如 曲柄摇杆机构、双曲柄机构等。
优化设计
考虑机构的运动性能、刚度、强度等因素, 对机构进行优化设计。
02
连杆机构的基本类型
曲柄摇杆机构
总结词
曲柄摇杆机构是连杆机构中最基本的一种形式,它由曲柄、连杆和摇杆组成。
详细描述
曲柄固定在曲轴上,通过连杆与摇杆连接,当曲轴旋转时,曲柄带动连杆和摇 杆运动,从而实现某些特定的运动轨迹。在实践中,曲柄摇杆机构广泛应用于 各种机械装置中,如搅拌机、榨汁机等。
双曲柄机构
详细描述
双摇杆机构通常用于实现某些特定的运动轨迹和传动方式,如船舶的舵机、飞行 器的起落架等。双摇杆机构的设计需要考虑到两个摇杆的摆动速度、摆动方向以 及连杆的运动轨迹等因素。
03
连杆机构的运动特性
急回特性
总结词
急回特性是指连杆机构在运动过程中,主动件从正向运动转变为反向运动时,机构输出杆以较快速度返回的特性。
总结词
双曲柄机构由两个曲柄、连杆和机架组成,两个曲柄可以等 速或不等速旋转。
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在双曲柄中常见的是平行四边形机构 ,但平行四边形会出现运动的不确定。
双摇杆机构
两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称 为双摇杆机构。 功能:将一种摆动转换成另一种摆动。
双摇杆机构
双摇杆机构应用实例:
铰链四杆机构类型的判别
铰链四杆机构中是否存在曲柄,取决于机构各 杆的相对长度和机架的选择。
曲柄存在的必要条件:
摆动式内燃机和液压驱动装置内。 自卸卡车翻斗机构
定块机构
曲柄滑块机构若取块为固定件,即可得固定滑 块机构或称定块机构。
定块机构的应用
偏心轮机构
A、B之间的距离e称为偏心距。
双滑块机构
曲柄滑块机构演化为具有两个移动副的四杆机 构,称为双滑块机构。
曲柄滑块机构中,将转动副B扩大, 图a所示的曲柄滑块机构,可等效为图b所示的机构。
长; 表面形状简单,易于加工、成本较低。
平面连杆机构的应用:
实例1:机车车轮联动机构 实例2:汽车刮雨器 实例3:发动机活塞连杆机构
转向机构
平面连杆传动的类型
一、铰链四杆机构 当四杆机构中的运动副都是转动副时,
称为铰链四杆机构。
铰链四杆机构基本型式:
按照连架杆是曲柄还是摇杆,将铰链四杆机构 分为三种基本型式:
(2)取最短杆为机架为双曲柄机构。 其连架杆2和4均为曲柄
(3)取最短杆的对边(杆3)为机架 (即最短杆为连杆)
两连架杆2和4都不能整周转动,为双摇杆机构
铰链四杆机构的演化
曲柄滑块机构
活塞连杆机构的原型 —— 曲柄滑块机构
导杆机构
曲柄滑块机构若取曲柄为机架,则为演变为导 杆机构。
摇块机构
双滑块机构的应用
十字滑块联轴器
椭圆仪
知识小结
发动机中的曲柄连杆机构的组成. 平面连杆机构的分类、特点.
再 见!
(1) 最短杆与最长杆长度之和小于或 等于其余两杆长度之和。
(2) 连架杆和机架中必有一个是最短杆。
如何得到不同类型的铰链四杆机构?
当各杆长度不变时,取不同杆为机架 就可以得到不同类型的铰链四杆机构。
(1)取最短杆相邻的构件
(杆2或杆 4)为机架时:为曲柄摇杆机构
C 2
C
B
3
B
r 3
1
A
4
DA
4
教学目标:
1. 能分析内燃机曲柄连杆机构的组成. 2. 会初步分析内燃机机构传动原理。
教学内容:
1. 内燃机曲柄连杆机构的组成. 2. 曲柄连杆机构的应用。
内燃机曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
活塞连杆机构
凸轮能量转化 成曲轴旋转的动能,向外 输出。
活塞连杆机构的构成
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
曲柄: 能做整周转动的连架杆。 摇杆:仅能在某一角度摆动的连架杆。
曲柄摇杆机构
铰链四杆机构中,若两个连架杆,一个为曲 柄,另一个为摇杆. 功能:将转动转换为摆动,或将摆动转换为 转动。
双曲柄机构
两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称 为双曲柄机构。
平行四边形机构
活塞 连杆 曲轴 发动机缸体
平面连杆机构
➢连杆机构——用低副联接构件组成的机构,
又称低副机构。 ➢ 连杆机构用于:转动、摆动、移动等运动形式
之间的转换。 ➢连杆机构应用广泛,而且是组成多杆机构的基础。
平面连杆传动的组成、特点
一、平面连杆传动机构 是由若干个构件用低副联接并作平面运动的机构。
二、平面连杆传动机构特点 运动副为低副,压强小、磨损轻、寿命较
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