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第7章常用機構(gòu)連桿機構(gòu)第一節(jié)平面連桿機構(gòu)一、概述1、平面連桿機構(gòu)概念:平面連桿機構(gòu)是各構(gòu)件用銷軸、滑道等方式連接起來的,各構(gòu)件間的相對運動在同一平面或互相平行的平面內(nèi)。2、平面四桿機構(gòu)由4個構(gòu)件組成的平面連桿機構(gòu)稱為平面四桿機構(gòu)3、運動副概念:使兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對運動的連接,稱為運動副分類:運動副低副高副轉(zhuǎn)動副移動副齒輪副凸輪副螺旋副滾輪副低副是指兩構(gòu)件作面接觸高副是指兩構(gòu)件作點或線接觸二、鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu):四個構(gòu)件全部用轉(zhuǎn)動副相連的平面四桿機構(gòu)。它是平面四桿機構(gòu)的基本型式,其它型式的四桿機構(gòu)可看作是在它的基礎(chǔ)上通過演化而成的。1、基本概念搖桿:只能繞機架作小于360°的某一角度擺動
的連架桿,如3。機架:機構(gòu)的固定構(gòu)件,如桿4。連桿:不直接與機架連接的構(gòu)件,如桿2。連架桿:與機架用轉(zhuǎn)動副相連接的構(gòu)件,如桿1、3
連架桿可分為:曲柄:能繞機架作整周轉(zhuǎn)動的連架桿,如桿1;2、各桿名稱四桿機構(gòu)的組成
在鉸鏈四桿機構(gòu)中,按曲柄的存在情況,可將鉸鏈四桿機構(gòu)分為:曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)它們的根本區(qū)別在于連架桿是否為曲柄3、分類曲柄存在的條件:1)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿之和。2)機架與連架桿中必有一桿為最短桿。若有一個條件不滿足,則無曲柄存在,此四桿機構(gòu)只能是雙搖桿機構(gòu)。abc
d鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判斷條件:若:最短桿與最長桿長度之和小于等于其余兩桿長度之和時:(1)取最短桿為機架時,該機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)。(2)取最短桿的相鄰桿為機架時,該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)(3)取最短桿的相對桿為機架時,該機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)若:最短桿與最長桿的長度之和大于其余兩桿長度之和時:不論取哪一桿為機架,都無曲柄存在,機構(gòu)只能為雙搖桿機構(gòu)。練習1:判斷下列鉸鏈四桿機構(gòu)的類型abc
d1、a=20,b=50,c=30,d=45(1)d為機架(2)a為機架(3)c為機架(4)b為機架曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)練習2:判斷下列各四桿機構(gòu)的類型曲柄搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)(一)曲柄搖桿機構(gòu)兩個連架桿中,一個為曲柄,另一個為搖桿,則此鉸鏈四桿機構(gòu)稱為曲柄搖桿機構(gòu)。曲柄1為原動件,作勻速轉(zhuǎn)動;搖桿3為從動件,作變速往復(fù)擺動。雷達天線俯仰機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)的應(yīng)用雷達天線俯仰機構(gòu)汽車雨刮器破碎機曲柄搖桿機構(gòu)的應(yīng)用縫紉機踏板機構(gòu)2143搖桿主動3124曲柄搖桿機構(gòu)的應(yīng)用剪刀機曲柄搖桿機構(gòu)的應(yīng)用曲柄搖桿機構(gòu)的應(yīng)用牛頭刨床刨刀進給機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)的一些主要特性:1、機構(gòu)的急回運動特性:當曲柄轉(zhuǎn)動一周時,有兩次曲柄與連桿共線。這兩個位置就是極限位置,簡稱極位擺角θψC1C2DAB1B2B1C2∵1>2,∴t1>t2,
⌒v2=C1C2/t21=180°+θ,⌒v1=C1C2/t1曲柄轉(zhuǎn)角2=180°-θC1C2C2C1鉸鏈C的平均速度:v1<v2
它表明搖桿具有急回運動特性。慢行程快行程
急回運動特性概念:在曲柄搖桿機構(gòu)中,曲柄作等速回轉(zhuǎn)運動,而搖桿空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度的性質(zhì)。急回運動特性可用行程速比系數(shù)K表示:=
K=θ=180°(K-1)/(K+1)v2/v1(C2C1/t2)/
(C1C2/t1)t1/t21/2(180°+θ)/(180°-θ)===極位夾角θ>0,K>1時具有急回特性,θ越大,K值越大,急回運動的性質(zhì)越顯著。極位夾角計算公式:式中θ為搖桿處于兩極限位置時,對應(yīng)的曲柄所夾的銳角,稱為極位夾角(C2AC1)
。2、死點位置:(主動件條件)當搖桿為主動件,連桿和曲柄共線時,過鉸鏈中心A的力,對A點不產(chǎn)生力矩,不能使曲柄轉(zhuǎn)動,機構(gòu)的這種位置稱為死點位置
。BDACFDABCF1、機構(gòu)停在死點位置,不能起動。運轉(zhuǎn)時,靠慣性沖過死點??杉语w輪增大慣性工件夾緊機構(gòu)2、利用死點實例飛機起落架機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)的演化送料機構(gòu)內(nèi)燃機二、雙曲柄機構(gòu)兩個連架桿均為曲柄的鉸鏈四桿機構(gòu)稱為雙曲柄機構(gòu)。慣性篩分機主動曲柄作等速轉(zhuǎn)動時,從動曲柄隨之作變速轉(zhuǎn)動。平行雙曲柄機構(gòu)其相對兩桿平行且相等。1、主動曲柄作等角速轉(zhuǎn)動;從動件曲柄也以相同角速度轉(zhuǎn)動。2、當四個鉸鏈中心處于同一直線上時,將出現(xiàn)運動不確定狀態(tài)。攝影平臺升降機構(gòu)攝影平臺升降機構(gòu)B2C2AB1C1D123B3C3"C3ˊ為了消除這種運動不確定狀態(tài),可增設(shè)輔助機構(gòu)或在主、從動曲柄上錯開一定角度再安裝一組平行四邊形機構(gòu)。ABCD123B1BˊCˊC1C1ˊB1ˊ機車驅(qū)動輪連動機構(gòu)在主、從動曲柄上錯開一定角度再安裝一組平行四邊形機構(gòu)在主、從動曲柄上錯開一定角度再安裝一組平行四邊形機構(gòu)在主、從動曲柄上錯開一定角度再安裝一組平行四邊形機構(gòu)反向雙曲柄機構(gòu)兩曲柄旋轉(zhuǎn)方向相反,且角速度不相等公共車門自動啟閉機構(gòu)公共車門自動啟閉機構(gòu)三、雙搖桿機構(gòu)兩個連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)稱為雙搖桿機構(gòu)。造型機翻箱機構(gòu)造型機翻箱機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)的演化一、曲柄滑塊機構(gòu):改變構(gòu)件的形狀和運動副通過用移動副取代轉(zhuǎn)動副、變更桿件長度,變更機架和擴大轉(zhuǎn)動副等途徑,可得到鉸鏈四桿機構(gòu)的其它演化形式。二、導(dǎo)桿機構(gòu):選用不同的構(gòu)件為機架三、搖塊機構(gòu)和定塊機構(gòu):選用不同的構(gòu)件為機架四、雙滑塊機構(gòu):改變構(gòu)件的形狀和運動副五、偏心輪機構(gòu):擴大轉(zhuǎn)動副一、曲柄滑塊機構(gòu):改變構(gòu)件的形狀和運動尺寸搖桿長轉(zhuǎn)動副Dββ→∞→直線→滑塊搖桿3→移動副曲柄滑塊機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu)e—稱為偏距e≠0,偏置曲柄滑塊機構(gòu)e=0,對心曲柄滑塊機構(gòu)偏置曲柄滑塊機構(gòu)運動特性:桿4稱為導(dǎo)桿4滑塊3沿導(dǎo)桿移動并繞C點轉(zhuǎn)動當l1≤l2,桿2、桿4能作整周轉(zhuǎn)動,稱為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)。二、導(dǎo)桿機構(gòu):選用不同的構(gòu)件為機架當l1>l2,桿2能作整周轉(zhuǎn)動,桿4只能往復(fù)擺動,稱為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。運動特性:三、搖塊機構(gòu)和定塊機構(gòu):選用不同的構(gòu)件為機架擺動滑塊機構(gòu)自卸卡車車箱的舉升機構(gòu)運動特性:固定滑塊機構(gòu)或定塊機構(gòu)ACB4321ACB4321手搖唧筒四、雙滑塊機構(gòu):改變構(gòu)件的形狀和運動副4HACD321Hф4l1ABD321ф雙滑塊
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