摇杆滑块机构

第三小组

1阐述平面连杆机构的基本知识

2摇杆滑块的介绍

3特性的讲解

4摇杆滑块的设计简介

5小结

平面连杆机构的基本知识

•平面连杆机构是由若干刚性构件（一般多呈杆状和滑块状）用低副联接而组成。各运动构件均在相互平行的平面上运动。由于组成低副的两构件为面接触，因此运动副中压强小、磨损轻，故能承受较大载荷。又由于运动副（转动副和移动

副）本身几何形状就能保证两构件可靠的活动联接，因此连杆机构工作可靠，安装方便。由于上述优点，连杆机构被广泛用于各种机械和仪器设备中，尤其是某些大、重型设备中。

•最简单的连杆机构是由四个构件和四个低副组成的四杆机构。机构中必有一个构件为机架。与机架相连的构件称为连架杆，其中能绕定轴作整周回转的构件称为曲柄；绕定轴作往复摆动的构件称为摇杆(或摆杆)。不与机架相连的构件称为连杆。只作往复移动的构件称为滑块。

摇杆滑块的简介

摇杆滑块是带有一个移动副的机构。一般有作为机架的3个构件。

构件3与构件4用移动副相连，又与连杆2用转动副相连，称为滑块。构件3作为机架，BC成为铰链C摆动的摇杆，AC杆成为滑块做往返移动。这就是摇杆滑块机构。

特性的讲解

• 1）急回特性

• 当曲柄AB顺时针以等角速度ω转动φ1=180+θ时，摇杆自C1D摆至C2D称为工作行程，所需时间为t1，C点的平均速度为V1。

• 当曲柄AB继 续 转 过φ2=180－θ时，摇杆自C2D摆回C1D 称为空回行程 ，所需时间为t2，C 点的平均速度为V2。由于φ1>φ2，所以t1 > t2，V2 > V1。V2 > V1 表明空回行程快于工作行程，这种特性称为机构的急回特性。 • 2)从动件的行程速比系数

• 从动件的行程速比系数是从动件空回行程的平均速度/从动件工作行程的平均速度的比值

• K=180°+Q/180°-Q • Q=( k-1/k+1)*180°

• K ＝ V2 / V1 ＝ t1 / t2 ＝ φ1 /φ2 = (180＋θ) / (180－θ) θ＝ 180( K－1 ) / ( K＋1 )

• 3）压力角与传动角 不计摩擦力、惯性力和重力，机构中从动件受力方向与受力点速度方向之间所夹的锐角，称为机构的压力角，用α表示。α角的余角γ称为传动角，即γ= 90o－α。 压力角是衡量机构传力效果优劣的一个重要参数。在设计机构时应控制最大压力角αmax不超过许用值[α]。 • 4) 机构的死点位置 在连杆机构中，压力角α=90o或传动角γ=0o的位置称为机构的死点位置。 • 在图13所示的机构中，若摇杆3为主动件，则存在死点位置，在B1、B2位置。 改变运动副的尺寸，下图是改变运动副尺寸的结果。

摇杆滑块的设计简介

如图所示的摇杆滑块机构中，给定摇杆与滑块若干对应位置（ji,si）（i=1 ~ n）。 设计任务是确定构件的长度a、b，偏距e，摇杆起始角j0和滑块的起始位置s0 。 坐标系oxy选择如图3.6.2-3所示。同样按连杆定长的原则，建立以下关系式

(3.6.2-5)

B点的坐标值： C点的坐标值：

将各坐标值代入式(3.6.2-5)，即可得到 待求参数和给定运动参数的关系式。同上 述铰链四杆机构一样，为确定五个待求参 数a、b、e、0和s0 ，应按给定五组对应

位置（i,si）值建立五个方程，并解此方 程组。为简化起见，通常选取0=0，s0=0 。 这样使得待求参数为三个，简化后的方程 为

为简写上式，令

由此得

为解三个参数，需建立三个方程。为此按给 定三组对应位置（i,si）（i=1，2，3）代 入式(3.6.2-7)可得以下三个方程

由以上方程组可解出R1，R2，R3，再由式(3.6.2-6) 解出a、b、e三个尺寸参数。

小结

摇杆滑块的机构原理比较简单，实例并不是很多，比如手压水井等普通的用品。因此我们从平面连杆机构这一大的方面来入手，对其一些特性和运动形式等做简短的介绍。希望通过我们的演讲能够给大家对这方面有一个更好的理解。