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平面连杆机构教程


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1.低副是面接触,耐磨损;加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面,制造简便,易于获得较高的制造精度。因此,平面连杆机构在各种机械和仪器中获得广泛应用。连杆机构的缺点是:低副中存在间隙,数目较多的低副会引起运动累积误差;而且它的设计比较复杂,不易精确地实现复杂地运动规律。 最简单地平面连杆机构是由四个构建组成地,称为平面四杆机构。它的应用非常广泛,而且是组成多杆机构的基础。 由若干个刚性构件通过低副(转动副、移动副)联接,且各构件上各点的运动平面均相互平行的机构,又称平面低副机构。低副具有压强小、磨损轻、易于加工和几何形状能保证本身封闭等优点,故平面连杆机构广泛用于各种机械和仪器中。与高副机构相比,它难以准确实现预期运动,设计计算复杂。 平面连杆机构中最常用的是四杆机构,它的构件数目最少,且能转换运动。多于四杆的平面连杆机构称多杆机构,它能实现一些复杂的运动,但杆多且稳定性差。


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3.机构运动设计是根据机械的设计任务和要求,拟定机械中各机构的方案,利用机械原理课程的理论知识,对该机构方案进行结构分析、运动分析和动力分析,从而设计出满足使用要求、经济可靠、运动性能和动力性能优异的机构。平面连杆机构运动设计:(一)基本问题平面连杆机构运动设计的任务是:在运动方案设计(即型综合)的基础上,根据机构所要完成的功能运动所提出的设计条件(运动条件、几何条件和传力条件等)确定机构的运动学尺寸(一般又称尺度综合),画出机构运动简图。这里所说的运动学尺寸包括各运动副之间的相对位置尺寸(或角度)以及描绘连杆上某点(该点实现给定运动轨迹)的位置参数等。在进行平面连杆机构的运动设计时,除了要考虑上述各种功能运动要求外,往往还有一些其他要求,如:(1)要求某连架杆为曲柄;(2)要求机构运动具有连续性;(3)要求最小传动角在许用传动角范围内,即要求rmingt;[r],以保证机构有良好的传力条件;(4)特殊的运动性能要求。如要求机构输出件有急回特性;要求二连架杆角速度和角加速度满足给定条件等。根据以上分析,可将平面连杆机构运动设计的问题概括成下述基本问题:(1)实现已知运动规律问题,如前述实现刚体导引及函数生成功能的问题,要求机构输出件有急回特性等问题,其实质均是要求实现已知运动规律问题。(2)实现已知轨迹问题:要求机构中作复杂运动的构件上的某一点准确地或近似地沿给定轨迹运动。前述实现轨迹生成功能的问题即属此类问题。(二)设计方法(1)实验法用作图试凑或利用图谱、表格及模型实验等来求得机构运动学参数。此种方法直观简单,但精度较低,适用于精度要求不高的设计或参数预选。(2)几何法根据几何学原理,用几何作图法求解运动学参数的方法。该法直观、易懂,求解速度一般较快,但精度不高。适于简单问题或对精度要求不高的问题求解。(3)解析法这种方法是以机构参数来表达各构件间的函数关系,以便按给定条件求解未知数。此法求解精度高,能解决较复杂的问题。随着电子计算机的广泛应用,这种方法正在得到逐步推广。


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