平面連桿機構基本特性

1、 2-2 鉸鏈四桿機構的特性 運動特性 傳力特性 一一. . 鉸鏈四桿機構鉸鏈四桿機構有整轉副的條件有整轉副的條件一一. .整轉副整轉副：兩構件能相對轉動相對轉動360360的轉動副。二.研究整轉副之目的：具有整轉副整轉副的鉸鏈四 桿機構才可能存在曲柄可能存在曲柄。三三. .具有整轉副的條件具有整轉副的條件: 取決于各桿的相對長度。四四. .獲得鉸鏈四桿機構三種基本型式的方法獲得鉸鏈四桿機構三種基本型式的方法圖213。圖2-13具有整轉副的條件曲柄整周轉動的連架桿搖（擺）桿往復擺動的連架桿注意觀察運動鏈各構件間的運動關系。ACDB該機構具有兩個整轉副A、B(能整周轉動的轉動副）兩個擺動副C、D

2、(只能作擺動的轉動副）ACDB具有兩個整轉副的條件?adcb設：各桿長a,b,c,d.ACDBadcba+b c+d曲柄與連桿拉直共線ACDBadcba+bc+dc d+ b-ad c + b-ac+ a d+ b；d + a c + b曲柄與連桿重疊共線ACDBadcbc+ a d+ b；d + a c + bACDBadcba+b c+d以上各式兩兩相加得： a b ；a c ；a d。ACDBadcbb + a c+dc+ a d+ b；d + a c + bACDBadcba b ；a c ；a d。1，具有兩個整轉副的構件為機構中的最短桿；2，最短桿與最長桿之和小于或等于其它兩桿之和

3、。ACDBadcbACDBadcb1 1，最短桿與最長桿之和小于或等于其它兩，最短桿與最長桿之和小于或等于其它兩桿之和桿之和( (稱為桿長之和條件）。稱為桿長之和條件）。2 2，具有兩個整轉副的構件為機構中的最短，具有兩個整轉副的構件為機構中的最短桿；（桿；（即整轉副在最短桿上整轉副在最短桿上，且成對成對出現(xiàn)）機構具有兩個整轉副的條件獲得鉸鏈四桿機構三種基本型式的方法1 1，有整轉副存在，有整轉副存在2 2，最短桿為連架桿或機架，最短桿為連架桿或機架 曲柄存在條件ADCB 若以BC構件為機架，觀察各轉動副的運動性質已知：最短桿與最長桿之和小于或等于其它兩桿之和A,B 仍為整轉 副C,D仍為擺動

4、副ACDBACDB運動副的性質不隨機架變更而改變運動副的性質不隨機架變更而改變 低副運動的可逆性。低副運動的可逆性。ACDBAD（或BC）為機架得曲柄搖桿機構ACDBAB為機架得雙曲柄機構ACDBDC為機架得雙搖桿機構推論推論：當鉸鏈四桿機構中各桿尺寸不滿足桿長之和條件時，不論以何桿為機架只能得到雙搖桿機構。鉸鏈四桿機構型式判別表鉸鏈四桿機構型式判別表桿長關系機架條件 機構型式 最短桿+最長桿其余兩桿之和 最短桿為連架桿 曲柄搖桿機構 最短桿為機架 雙曲柄機構 最短桿為連桿 雙搖桿機構 最短桿+最長桿其余兩桿之和任一桿為機架 雙搖桿機構 課堂練習練習1：1)判斷該機構有無整轉副?2)分別以AB

5、 、BC、DC 、AD為機架,能得到什么類型的機構?407090110ABCD練習2：如圖，已知：a=70, b=90, d=40; 問c 取何值時，該機構為雙曲柄機構?(根據(jù)雙曲柄機構存在條件)adcbABCD二.急回特性 (1) 急回運動:當曲柄當曲柄ABAB為原動件時為原動件時,從動件搖桿在空回行程時產(chǎn)生急回。 (2) 極位夾角 (3) 行程速比系數(shù)K(描述急回運動特性)圖24 CBADd極位夾角，擺角急回運動行程速度變化系數(shù)KCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdACDBacbdCBADdCBADdC2ADd機構的

6、遠極位B2ADdC2B2v2機構的遠極位BADdv2C2機構的遠極位BADdv2C2C2機構的遠極位BADdv2C2機構的遠極位BADdv2C2機構的遠極位ADdv2C12機構的近極位C2B2B1擺角機構的遠極位搖桿處于兩極限位置時，對應的曲柄所夾的銳角極位夾角ADdC1C2B2B1急回運動急回運動設：搖桿由設：搖桿由C1DC2D為工作行程為工作行程C2DC1D為空回行程為空回行程搖桿由搖桿由BADdC2V1C1CBADdC2v22V1CBADdC2V1CBADdC2V1ACDacbdC2V1CBADdC2V1BADdC2V11 ( t1）B2B1C1工作行程時間：工作行程時間：t1ADdC2

7、B2v2空回行程空回行程BADdv2C2BADdv2C2BADdv2C2BADdv2C2ADdv2C12 ( t2）C2B2B1空回行程時間：空回行程時間：t2ADdC2v22（ t2）V11（ t1）B2B1C1因為1（ t1） 2（ t2）；所以v2 v1，兩速度之比：k= v2 / v1=（s/t2）/（s/ t1）= t1/ t2 =(1800+)/(1800-).K為行程速比系數(shù)，或稱行程速度變化系數(shù)?；￠LSADdC2v22（ t2）V11（ t1）B2B1C1行程速比系數(shù)k ，表示從動件的空行程平均速度與其工作行程平均速度之比。k=(1800+)/(1800-).或= 1800(k

8、-1)/(k+1).= 1800(k-1)/(k+1).設計這種機構時，通常根據(jù)給定的K值算出角作為已知的運動條件。當K=1 時， 0，機構無急回特性；當K 10,，機構有急回特性。其中K=3 時， 90；當K 3時，為鈍角。工程中一般K 2，故常為銳角。三三. . 壓力角和傳動角壓力角和傳動角 (描述傳力性能)(1) 定義壓力角壓力角-作用在從動件上的驅動力作用在從動件上的驅動力F F與該力與該力作用點絕對速度之間所夾的銳角作用點絕對速度之間所夾的銳角。ACDBl1l3l2l4CBADd作用在從動件CD上的力FFCBADdVcFFFF沿C點速度Vc方向的投影F有效分力F沿從動件DC方向的投影

9、F無效分力CBADdVcFFFCBADdVcFFFF=FCos ; , FF=FSin ; , F 的值可衡量機構傳力性能的好壞。CBADdVcF壓力角從動件受力方向與受力點速度方向所夾的銳角。FFCBADdVcF壓力角從動件受力方向與受力點速度方向所夾的銳角。與壓力角互余的角稱為傳動角。傳力性能好。FF傳動角傳動角連桿與搖桿CD之間所夾的銳角(是的余角)。傳力性能好CBADd機構的 ，隨機構的位置變化。機構的最小傳動角min在哪里?CBADd 與 對應，當B、D間的距離達到極值時， 有極值。CBADdminabcAB與AD內(nèi)共線時有min，其對應的壓力角，傳動角。CBADdminabcmin

10、=arccos b2+c2-(d-a) 2/(2bc) = min CBADdmaxabcAB與AD外共線時有max，其對應的壓力角，傳動角。CBADdmaxabcmax=arcCos b2+c2-(d+a) 2/(2bc) = 1800-max BCADdmaxabcmax=arcCos b2+c2-(d+a) 2/(2bc) = 1800-max CBADdminabcmin = arcCos b2+c2-(d-a) 2/(2bc) = min 外共線內(nèi)共線取與兩者中的較小值為最小傳動角 min = ， minBCADdmaxabcCBADdminabc外共線內(nèi)共線最小傳動角出現(xiàn)在曲柄與機架共線的兩位置之一。min位置的確定：曲柄與機架兩次共線的位置。min值：對于一般機械，通常取min40。圖25(縫紉機踏板機構) 搖桿為主動件，且連桿與曲柄兩次共線時，此時機構不能運動.或運動不確定。稱此位置為：“死點死點”四四. . 死點位置死點位置ADBCFVB機構在死點位置時，如果發(fā)生運動，其從動件運動方向不定。ADCBADCBADCBADCBDCBADCBADCBADCBADCBAADCBADCBADCBACBDDCBADCBADCBADCBACBDDAABCDD連桿BC與從動件曲柄AB共線，機構位于兩個死點位置。靠輪的慣性或手動脫離死點位置。死點