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平面四杆机构的类型及应用

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发表于 2013-12-19 16:34:08 | 显示全部楼层 |阅读模式

1  平面四杆机构的类型及应用

连杆机构的特点:优点:运动副单位面积所受的压力小且面接触受力小,便于润滑,磨损小;制造方便。缺点:设计复杂误差大。工作效率低。

平面四杆机构的基本类型——铰链四杆机构

1、曲柄摇杆机构

(1)               曲柄:1作360°周转运动,
(2)               摇杆:3作往复摆动,主动件可以为曲柄,也可以为摇杆。右面机构中摇杆的摆角为60°,作小于360的运动
(3)               连杆:连接曲柄与摇杆的杆件
(4)连架杆:连接机架与连杆的杆件。

曲柄摇杆机构:两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的铰链四杆机构

双曲柄机构:两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构

双摇杆机构:两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构

平行四边形机构

平行四边形机构是双曲柄机构的一个特例。组成四边形对边的构件长度分别相等。从动曲柄3和主动曲柄1的回转方向相同,角速度时时相等

双摇杆机构:

构件1和3都作往复摆动,一般主动摇杆作等速摆动,从动摇杆作变速摆动。

平面四杆机构的演化形式(Ⅰ)——含一个移动副的四杆机构

曲柄滑块机构

正置曲柄滑块机构

滑块(slider)铰链点的运动方位线通过曲柄转动中心,滑块动程(pitch)等于两倍曲柄1的长度,无急回运动特性。主动件可以为曲柄,也可以为滑块。

偏置曲柄滑块机构

滑块铰链点的运动方位线不通过曲柄转动中心,偏距(offset)为e,滑块动程大于两倍曲柄长度,有急回运动特性

导杆机构
转动导杆机构
曲柄1和导杆3都能作360°周转运动,主动曲柄作等速转动,从动导杆作变速转动,
摆动导杆机构
曲柄1作360°周转运动,摆动导杆3作往复摆动,且有较大的急回运动特性
曲柄摇块机构
移动导杆机构
构件2作往复摆动,构件4在滑块中作往复移动。
2   平面连杆机构的工作特性
1、转动副为整转副的充分必要条件
急回运动和行程速比系数
原动曲柄转动一周过程中,有两次与连杆共线,即重叠共线和拉直共线,摇杆两个极限位置分别为C1D和C2D。
曲柄AB以等角速度ω顺时针转过α1角由位置AB1转到位置AB2,摇杆从C1D摆到C2D,摆角为φ,所需时间为t1,C点平均速度为V1。当曲柄继续转过角α2,摇杆从C2D返回到C1D, 所需时间为t2,C点平均速度为V2。
因为α1>α2,t1>t2,所以v1<v2,摇杆往复摆动的平均角速度不相等。为提高机械的工作效率,通常使慢速运动行程为工作行程(正行程),而快速运动行程为空回行程(反行程)。这种返回速度大于工作行程速度的运动性质称为急回特性
行程速比系数
来表示。
压力角与传动角
在不计运动副中摩擦力、构件质量和惯性力的情况下,机构从动件受力方向Fc和受力点速度方向Vc所夹的锐角α,称为机构在此位置的压力角
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 楼主| 发表于 2013-12-19 16:35:08 | 显示全部楼层
连杆机构的设计
作者 009 来源 网络 浏览 6327 发布时间 10/01/12

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压力角越小,机构的传力性能越好,效率越高。

压力角α的余角称为传动角γ,即γ+α=90o

在连杆机构中,为了度量方便,常用传动角γ来衡量机构的传力性能。传动角是指连杆BC与从动件CD之间所夹的锐角。γ与α互余。

  大多数机构在运动过程中,传动角是变化的。为保证机构具有良好的传动性能,一般规定机构的最小传动角γmin≥40o,在传递较大力矩时,应使γmin≥50o。

  

在铰链四杆机构ABCD中,当∠BCD为锐角时,γ=∠BCD;当∠BCD为钝角时,γ=180o-∠BCD

死点:摇杆CD为主动件。当机构处于连杆与从动曲柄共线的两个位置时,出现了传动角γ=0o,压力角α=90o的情况。主动件CD通过连杆作用于从动件AB的力恰好通过其回转中心,不能使AB杆转动,机构此位置称为死点
飞机起落架机构
在机轮放下时,连杆BC杆与从动杆CD杆成一直线,机构处于死点位置,使降落更加安全可靠。
工件夹紧机构
工件被夹紧后,土黄色构件与分红色从动构件成一直线,即机构在工件反力的作用下处于死点,可保证在加工时,工件不会松脱
3   连杆机构设计
已知:摇杆长度CD ,摆角φ,行程速比系数K
要求:设计曲柄摇杆机构
解:1、计算极位夹角θ           θ=180(K-1)/ (K+1)
2、任取一点D为摇杆固定铰链中心,作等腰三角形C1C2D,两腰长度等于CD,∠C1DC2=φ                                       
3、以C1C2为一条边,分别作∠O C1C2=∠OC2C1=90°_θ。以O为圆心,OC1为半径作圆β
4、连接并延长C1D,交圆β于G点,连接并延长C2D,交圆β于F点。 圆弧C1F和GC2上任意一点A到C1和C2的连线的夹角∠C1AC2都等于极位夹角θ。曲柄轴心A点可在这两段圆弧上选取
注意:曲柄轴心A不能在FG圆弧上选取,否则机构不满运动连续性要求。 在C1F和GC2两段圆弧上选取A点时,当A点越靠近F(或G)点时,机构最小传动角将随之减小。
5、A点选定后,四杆机构尺寸即确定。设曲柄长度为a,连杆长度为b,则
AC1=b-a
AC2=b+a
所以:a=(AC2-AC1)/2
       b=(AC1+AC2)/2
2)对于给定行程速比系数K和滑块行程H时,可以用同样方法求出曲柄滑块机构
2) 对于摆动导杆机构,由于其导杆的摆角φ 刚好等于其极位夹角θ,因此,只要给定曲柄长度LAB (或给定机架长度LAC)和行程速比系数K就可以由右图求得机构.
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发表于 2013-12-19 16:44:32 | 显示全部楼层
很詳細~謝謝
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发表于 2013-12-19 16:51:55 | 显示全部楼层
平行四边形机构的双曲柄机构   不存在‘死点’的吧

点评

因为曲柄始终是平行的啊  发表于 2014-3-25 07:51
为什么?四杆重合的位置不是死点吗  发表于 2014-3-24 11:27
对  发表于 2013-12-19 19:02
双曲柄结构确实没有“死点”  发表于 2013-12-19 17:26
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发表于 2013-12-19 18:15:26 | 显示全部楼层
给力!!!
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发表于 2013-12-20 15:23:02 | 显示全部楼层
houbaomin0620 发表于 2013-12-19 16:35
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0 Q! i+ J3 l2 F8 T关于机械原理力的运动图,可以查看该网站,不错。. `* }9 q4 w; a# q; E* O. @6 [
http://jdy.taru.edu.cn/jpkc/jxjgmxk/ElcHome/index.html
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发表于 2013-12-23 13:34:43 | 显示全部楼层
机械原理里面的//??
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发表于 2013-12-24 12:59:51 | 显示全部楼层
看看!谢谢!
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发表于 2014-3-24 11:36:55 | 显示全部楼层
很好啊,和我们书上讲的差不多
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发表于 2014-3-25 13:31:08 | 显示全部楼层
hh
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