平面連桿機(jī)構(gòu)及設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-03 10:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu) III含有兩個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu) 機(jī)架 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 正切機(jī)構(gòu) 4 雙曲柄機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu) 1 雙曲柄機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 1 雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu) 正弦機(jī)構(gòu) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 曲柄搖塊機(jī)構(gòu) 2 167。 33 平面四桿機(jī)構(gòu)的主要工作特性 一、轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副的充分必要條件 鉸鏈四桿運(yùn)動(dòng)鏈中有整轉(zhuǎn)副的條件 機(jī)構(gòu)中具有整轉(zhuǎn)副的構(gòu)件是關(guān)鍵構(gòu)件，因?yàn)橹挥羞@種構(gòu)件才有可能用電機(jī)等連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置來驅(qū)動(dòng)。若具有整轉(zhuǎn)副的構(gòu)件是與機(jī)架鉸接的連架桿，則該構(gòu)件即為曲柄。 下面以圖示的四桿機(jī)構(gòu)為例，說明轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副的條件： 在圖中，設(shè) d a，在桿 1繞轉(zhuǎn)動(dòng)副A轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，鉸鏈點(diǎn) B與 D之間的距離 g 是不斷變化的，當(dāng) B點(diǎn)到達(dá)圖示點(diǎn) B1和 B2兩位置時(shí)，g 值分別達(dá)到最大值 gmax=d +a 和最小值 gmin=d a。 如要求桿 1能繞轉(zhuǎn)動(dòng)副 A相對(duì)桿 4作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，則桿 1應(yīng)通過AB1和 AB2這兩個(gè)關(guān)鍵位置，即可以構(gòu)成三角形 B1C1D和三角形 B2C2D。 根據(jù)三角形構(gòu)成原理有如下的 推導(dǎo)過程 ： 綜合歸納以上兩種情況（即 a d 和 a d ），可得出如下 重要結(jié)論： 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，如果某個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副能成為整轉(zhuǎn)副，則它所連接的兩個(gè)構(gòu)件中，必有一個(gè)為最短桿，并且四個(gè)構(gòu)件的長(zhǎng)度關(guān)系滿足桿長(zhǎng)之和條件。 注： 在有整轉(zhuǎn)副存在的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，最短桿兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)副均為整轉(zhuǎn)副。 推論： （ 1）若取最短桿為機(jī)架 得雙曲柄機(jī)構(gòu)； （ 2）若取最短桿的任一相鄰的構(gòu)件為機(jī)架 得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)； （ 3）若取最短桿對(duì)面的構(gòu)件為機(jī)架 得雙搖桿機(jī)構(gòu)。 （ 4）如果四桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長(zhǎng)之和條件，則不論選取哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，所得機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。需要指出的是：在這種情況下所形成的雙搖桿機(jī)構(gòu)與上述雙搖桿機(jī)構(gòu)不同，它不存在整轉(zhuǎn)副。 含有一個(gè)移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)鏈中有整轉(zhuǎn)副的條件 由于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)均是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而來，故按照同樣的思路和方法，可得出這兩種機(jī)構(gòu)具有整轉(zhuǎn)副的條件。 二、行程速度變化系數(shù) 極限位置 主動(dòng)曲柄與連桿兩次共線時(shí)，從動(dòng)件所處的位置。（ C1D、C2D ） 從動(dòng)件的往復(fù)擺角均為 y 。由圖可以看出，曲柄相應(yīng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)角 φ1和 φ2為： 極位夾角 從動(dòng)件位于兩極限位置時(shí)曲柄兩位置所夾的銳角 θ，稱為極位夾角 。 急回運(yùn)動(dòng)特性與行程速度變化系數(shù) K 急回運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生與 K 三、壓力角、傳動(dòng)角 壓力角 是指在不計(jì)摩擦?xí)r，機(jī)構(gòu)從動(dòng)件上某點(diǎn)所受驅(qū)動(dòng)力的作用線與此點(diǎn)速度方向線之間所夾的銳角，用 a 表示。傳動(dòng)角 為壓力角之余角，用 g 表示。 壓力角是衡量機(jī)構(gòu)傳力性能好壞的重要指標(biāo)。 力 F 可分解為兩個(gè)分力：沿著受力點(diǎn) C的速度 υc方向的分力Ft和垂直于 υc方向的分力 Fn。設(shè)力 F與著力點(diǎn)的速度 υc方向之間所夾的銳角為 a，則 a 越小（ γ 角越大），則有效分力 Ft 越大，而徑向壓力 Fn 越小，對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)越有利。因此，在連桿機(jī)構(gòu)中，常用傳動(dòng)角的大小及其變化情況來衡量一機(jī)構(gòu)傳力性能的優(yōu)劣。 因此，對(duì)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，應(yīng)使其 a 角盡可能小（ γ 盡可能大）。 連桿機(jī)構(gòu)的壓力角（或傳動(dòng)角）在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中是不斷變化的。從動(dòng)件處于不同位置時(shí)有不同的 a 值，在從動(dòng)件的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中， a 角存在一個(gè)最大值 amax。在設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注意使 amax小于等于 [a]。 在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程中，傳動(dòng)角的大小是變化的。當(dāng)曲柄 AB轉(zhuǎn)到與機(jī)架 AD重疊共線和展開共線兩位置 AB AB2時(shí)，傳動(dòng)角將出現(xiàn)極值 γ′和 γ″（傳動(dòng)角總?cè)′J角）。這兩個(gè)值的大小為： 比較這兩個(gè)位置時(shí)的傳動(dòng)角，即可求得最小傳動(dòng)角 γmin。為了保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳力性能，設(shè)計(jì)時(shí)通常應(yīng)使 γmin≥40176。 ；對(duì)于高速和大功率的傳動(dòng)機(jī)械，應(yīng)使 γmin≥50176。 四、死點(diǎn)位置 我們來看一下死點(diǎn)位置的形成 ：在圖示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，設(shè)搖桿 CD 為主動(dòng)件，則當(dāng)機(jī)構(gòu)處于圖示的兩個(gè)虛線位置之一時(shí)，連桿與曲柄在一條直線上，出現(xiàn)了傳動(dòng)角 γ = 0的情況。 這時(shí)主動(dòng)件 CD
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