【文章內(nèi)容簡介】 副兩元素為面接觸，故在傳遞同樣載荷的條件下，兩元素間的壓強較小，可以承受較大的載荷，而且?guī)缀涡螤詈唵伪阌诩庸ぶ圃臁? 2. 在連桿機構(gòu)中，但原動件以同樣的運動規(guī)律運動時 ，如果改變各構(gòu)件的相對長度關(guān)系，便可使從動件得到不同的運動規(guī)律。 3. 在連桿機構(gòu)中，連桿上不同點的軌跡是不同形狀的曲線（特稱為連桿曲線），而且隨著各構(gòu)件相對長度關(guān)系的改變，這些連桿曲線的形狀也將改變，從而可以得到各種不同形狀的曲線，可以利用這些曲線來滿足不同軌跡的要求。 4．連桿機構(gòu)還可以方便的用來達到增力、擴大行程和實現(xiàn)較遠距離的傳動等目的。 第三 章 平面四桿機構(gòu)的基本特性 四桿機構(gòu)的極位 曲柄搖桿機構(gòu)、擺動導桿機構(gòu)和曲柄滑塊機構(gòu)中，當曲柄為原動件作整周連續(xù)轉(zhuǎn)動時，從動件做往復擺動或往復移 動的左右兩個極限位置稱為極位。 四桿機構(gòu)從動件的急回特性 如圖示 ,四桿機構(gòu)從動件的回程所用時間小于工作行程所用的時間，稱為該機構(gòu)急回特性。 圖 31 曲柄搖桿機構(gòu)的急回特性 急回特性用行程速比系數(shù) K 表示 極位夾角θ —— 從動搖桿位于兩極限位置時，原動件兩位置所夾銳角。θ越大， K 越大，急回特性越明顯。 急回特性能滿足某些機械的工作要求，如牛頭刨床和插床，工作行程要求速度慢而均勻以提高加工質(zhì)量，空回行程要求速度快以縮短非工作時間，提高工作效率。 平面連桿 機構(gòu)的傳力特性 傳動角與壓力角：如圖示在機構(gòu)處于某一定位置時，從動件上作用力與作用點絕對速度方向所夾的銳角 α 稱為壓力角。壓力角的余角 γ （γ=90 186。α） 作為機構(gòu)的傳力特性參數(shù)，故稱為傳動角。 在四桿機構(gòu)運動過程中，壓力角和傳動角是變化的，為使機構(gòu)具有良好的傳力特性應(yīng)使壓力角越小越好，傳動角越大越好。 通常規(guī)定： α max ≤ [α ] —— 許用壓力角 或 γ min ≤ [γ ] —— 許用傳動角 21 最小傳動角 γ min 出現(xiàn)的位置： 曲柄與機架的兩個共線位置，如圖示同理，曲柄滑塊機構(gòu)最小傳動角出現(xiàn)在曲柄與導路垂直位置。 圖 32 平面連桿機構(gòu)的傳力特性 死點位置 當機構(gòu)在運動過程中，出現(xiàn)傳動角為零時（或壓力角為 90176。），由于 Pt = 0，則無論 P 力多大，均不能驅(qū)動從動件運動。這種 “頂死 ”的現(xiàn)象稱為機構(gòu)的死點位置。死點出現(xiàn)在兩類機構(gòu)中 : (1)曲柄搖桿機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)和曲柄導桿機構(gòu)中，作往復運動的構(gòu)件為主動件時，曲柄與連桿共線位置會出現(xiàn)死點。 (2)平行四邊形機構(gòu)中 ,當主動曲柄與機架 共線時，連桿也與輸出曲柄與機架重合，從動件曲柄上傳動角等于零，它將可能朝兩個方向轉(zhuǎn)動，也稱為死點位置 。 第四 章 四連桿的三維造型 機架的三維造型 打開 ，新建文件。 點擊新建按鈕，系統(tǒng)彈出文件新建對話框。在名稱文本框中輸入文件 名稱 jijia；單擊確定，進入建模環(huán)境。 圖 41 新建對話框 單擊長方體按鈕輸入長度 10，寬度 288，高度 20。 圖 42 特征工具欄 23 圖 43 長方體對話框 圖 44 新建長方體 選擇邊倒圓按鈕，輸入半徑 10，在長方體兩邊倒圓。 圖 45 特征操作工具欄 24 圖 46 邊倒圓對話框 圖 47 邊倒圓后的長方體 選擇圓柱體按鈕，在長方體兩邊建立兩個圓柱凸臺 ，輸入高度 5，圓的直徑 20 25 圖 48 圓柱對話框 圖 49 在兩端加圓柱體凸臺 選擇圓柱體按鈕，在凸臺上建立兩個圓形孔。 圖 410 機架 26 連架 桿 1 的三維造型 新建文件系統(tǒng)彈出文件新建對話框。在名稱文本框中輸入文件名稱lianjiagan；單擊確定，進入建模環(huán)境。 圖 411 新建對話框 單擊長方體按鈕，輸入長度 10，寬度 200，高度 20，單 擊確定按鈕。 圖 412 長方體對話框 27 單擊邊倒圓按鈕，在長方體兩邊倒圓，半徑輸入 10。 圖 413 邊倒圓后的長方體 在一端建立凸臺，高度 20，直徑 10。 如圖 414 圖 414 在一端建立凸臺 在另一端建立 一個直徑 20 高度為 5 的圓柱體，在圓柱體上面建立凸臺，直徑 10，高度 15。 圖 415 建立凸臺 28 圖 416 連架桿 1 連架桿 2 的三維造型 新建文件系統(tǒng)彈出文件新建對話框。在名稱文本框中輸入文件名稱 lianjiagan；單擊確定，進入建模環(huán)境。 單擊長方體按 鈕，輸入長度 10，寬度 112，高度 20，單擊確定按鈕。 單擊邊倒圓按鈕，在長方體兩邊倒圓，半徑輸入 10。 在一端建立凸臺，高度 20，直徑 10。 在另一端建立一個直徑 20 高度為 5 的圓柱體，在圓柱體上面建立凸臺，直徑 10，高度 15。 圖 417 連架桿 2 連桿的三維造型 29 新建文件，系統(tǒng)彈出文件新建對話框，在名稱文本框中輸入名稱liangan，單擊確定，進入建模環(huán)境。 圖 418 新建對話框 單擊長方體按鈕，輸入長度 10，寬度 208，高度 20，單擊確定。 圖 419 長方體 對話框 選擇邊倒圓按鈕，在兩邊倒圓，輸入半徑 10。 30 圖 420 邊倒圓后的長方體 在兩邊建立兩個直徑 10 的孔。 圖 421 連桿 第五 章 四連桿的虛擬裝配 進入裝配模塊 1．啟動 UG NX，新建一個文件。 2．單擊【標準】工具欄中的 按鈕，在彈出的下拉菜單中選擇【裝配】命令，進入裝配模塊。 添加組件機架 在菜單欄中選擇【裝配】 \【組件】 \【添加組件】命令，或者單擊裝配工具 欄中的按鈕，彈出【添加組件】對話框，如圖所示。單擊按鈕，彈出【部件名】對話框，根據(jù)組件的存放路徑選 擇組件機架 ，單擊 按鈕，返回到 【 添加組件 】 對話框設(shè)置定位為“絕對原點”，單擊 按鈕，將實體定位于原點，結(jié)果如圖所示。 圖 51 添加組件對話框 32 圖 52 添加機架 裝配連架桿 1 以“配對”的定位方式打開連架桿 1 組件 ，單擊按鈕進入配對條件對話框。 圖 53 配對條件對話框 單擊配對按鈕 選擇如圖 54 所示紅色的面，再選中如圖 55 所示紅色的面，單擊確定按鈕。 單擊 按鈕選擇圖 56 所示的紅色的面，再選中如圖 57 所示的紅 33 色的面，單擊 確定按鈕 ，最后得到如圖 58 所示 圖 54 裝配關(guān)系 圖 55 裝配關(guān)系 圖 56 裝配關(guān)系 34 圖 57 裝配關(guān)系 圖 58 裝配連架桿 1 裝配連架桿 2 同裝配連架桿 1，以“配對”方式打開連架桿 2 組件 ，單擊 按鈕，裝配結(jié)果如圖 59 所示。 35 圖 59 裝配連架桿 2 裝配連桿 同裝配連架桿（ 1） /(2)一樣以 “ 配對 ” 方式打開連桿組件 ，單擊 按鈕，進入配對條件對話框如圖所示，單擊配對類型里面的配對 按 鈕， 選擇如圖 511 所示的紅色的面，再選中如圖 512 所示的紅色的面，單擊 按鈕，再單擊中心 按鈕，選擇如圖 513 所示的紅色的面，再選中如圖 514 所示的紅色的面 ，單擊 按鈕，再單擊 按鈕，選擇如圖 515 所示紅色的面，再選中如圖 516 所示紅色的面單擊 按鈕 ，再單擊 按鈕 ，得到最終裝配圖如圖 517 所示。 36 圖 510 “配對條件”對話框 圖 511 裝配關(guān)系 37 圖 512 裝配關(guān)系 圖 513 裝配關(guān)系 38 圖 514 裝配關(guān)系 圖 515 裝配關(guān)系 39 圖 516 裝配關(guān)系 圖 517 完成的裝配圖 第六 章 平面四連桿機構(gòu)的運動仿真 平面四連桿機構(gòu)的運動分析，就是對機構(gòu)上的某點的位移、軌跡、速度、加速度進行分析，根據(jù)原動件的運動規(guī)律，求解出從動件的運動規(guī)律。平面四連桿機構(gòu)的運動設(shè)計方法有很多，傳統(tǒng)的有圖解法、解析法和實驗法。 通過 UG NX 軟件，對平面四連桿機構(gòu)進行三維建模，通過預先給定尺，之后建立相應(yīng)的連桿、運動副及運動驅(qū)動，對建立的運動模型進行運動學分析，給出構(gòu)件上某點的運動軌跡及速度和加速度變化的規(guī)律曲線，用圖形和動畫來模擬機構(gòu)的實際運動過程，這是傳統(tǒng)的分析方法所不能 比擬的。 運動仿真是基于時間的一種運動形式，即在指定的時間段中運動，UG 的仿真分析過程分 3 個階段進行：前處理 (創(chuàng)建連桿、運動副和定義運動驅(qū)動 )；求解 (生成內(nèi)部數(shù)據(jù)文件 )；后處理 (分析處理數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化成電影文件、圖表和報表文件 )。 新建仿真 打開運動導航器，在文件名上右擊新建仿真，選擇動力學 ，單擊確定按鈕 41 圖 61 運動導航器 圖 62 環(huán)境對話框 新建連桿 單擊按鈕 ，打開新建連桿對話框，如圖所示 42 圖 63 連桿對話框 選中連桿 1，點擊 創(chuàng)建連桿 loo1，再選中連桿 2 點 擊 創(chuàng)建連桿 loo2，再選中連桿 3 點擊 創(chuàng)建連桿 loo3，再選中連桿 4 點擊 創(chuàng)建連桿 loo4，最后單擊取消。 打開運動導航器 在運動導航器里面可以看到新建的四個連桿，在連桿 4 上面右擊選擇固定連桿，把連桿 4 設(shè)置成固定的。如圖所示 43 圖 64 運動導航器中顯示的連桿 圖 65 固定連桿 loo4 創(chuàng)建運動副 考慮到連桿與連桿之間考旋轉(zhuǎn)副連接均作，將建立 4 個運動副，其中有 2 個運動副固定，為了使 4 個連桿的運動有連貫性，必須在創(chuàng)建運動副時，在各 連桿之間建立聯(lián)系，使各部件運動結(jié)成一個整體。 單擊 打開創(chuàng)建運動副對話框，如圖所示，選擇連桿 1，創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副指定驅(qū)動類型為恒定初速度為 10 單擊 按鈕創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副 。 44 圖 66 運動副對話框 圖 67 設(shè)置驅(qū)動類型 選擇連桿 2，在咬合連桿上打上勾，讓其咬合連桿 1，如圖所示。單擊 按鈕創(chuàng)建第二個運動副。 圖 68 創(chuàng)建運動副對話框 45 選中連桿 3，在咬合連桿上打上勾，讓你咬合連桿 2。單擊 按鈕，創(chuàng)建第三個運動副。 選中連桿 3，在連桿 3 和連桿 4 咬合的中心建立旋轉(zhuǎn)副， 如圖所示。單擊 按鈕，創(chuàng)建第四個運動副。 圖 69 運動副對話框 圖 610 解算方案對話框 單擊 按鈕進行解算，設(shè)置時間為 100，步數(shù)為 100，勾選步數(shù)下的通過按 進行解算，點擊確定進行解算。 經(jīng)過解算，可對平面四桿機構(gòu)進行運動仿真顯示及其相關(guān)的后處理，通過動畫可以觀察機構(gòu)的運動過程，并可以隨時暫停、倒退，選擇動畫中的軌跡選項，可以觀察機構(gòu)的運動過程，還可以生成指定標記點的位移、速度、加速度等規(guī)律曲線。 46 第七 章 平面四連桿的運動仿真分析 我們知道， 連桿上轉(zhuǎn)動副為周轉(zhuǎn)副的條件是：最短桿長度 +最長桿長度之和≤其余兩桿長度之和：組成該周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿位最短桿。 分析：由預先給定的連桿長度數(shù)據(jù)，連桿 1 長度 +機架長度≤ 其余兩桿長度之和；所以轉(zhuǎn)動副連桿 1 和機架之間的轉(zhuǎn)動副為周轉(zhuǎn)副，連桿 1為曲柄，所以該機構(gòu)應(yīng)該為曲柄搖桿機構(gòu)。點擊運動仿真可以看到連桿正如分析的一樣周轉(zhuǎn)起來，確實是個曲柄。 運動副圖表分析 曲柄（連桿 1）為原動件，在其轉(zhuǎn)動一周后，有兩次與連桿 2 共線，如圖所示。 這時搖桿（連桿 3）分別處于兩個被稱為極位的位置 ，當曲柄以等角速轉(zhuǎn)動一周時， 搖桿將在兩個極位之間擺動，而且較明顯地看到從一個極位到另一個極位要用的時間長，這就是搖桿的急回特性。 擺桿角速度變化 為了用 UG 定量地說明搖桿的急回特性，可以用 UG 中的 Graphing功能，選定連桿 2 與連桿 3 構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)副， Y 軸屬性 請求 選擇速度， 分量選擇角度幅值，即表示角速度，接著點擊確定輸出圖標，即可得出如圖 73 所示圖標。從表可以知道，擺桿從曲柄和連桿重合位置到曲柄和連桿共線位置需要 20s，從曲柄和連桿共線到曲柄和連桿重合需要 16s，從時間上說明了擺桿的急回特性。