四杆机构特性(精)

存在曲柄且满足杆长条件的铰链四杆机构有以下三种类型：三种类型存在条件曲柄摇杆机构以最短杆的相邻杆作为机架双曲柄机构以最短杆作为机架双摇杆机构以连杆作为机架引申：不满足杆长条件的四杆机构均为双摇杆机构。重点内容复习基本特性5.2铰链四杆机构的基本特性了解机构的特性，对于选择平面连杆机构的类型和设计平面连杆机构具有重要的意义。运动特性传力特性（一）、机构的运动特性1.急回特性极位：从动件摇杆所处的极限位置（C1D,C2D)摇杆摆角：摇杆极限位置所夹角当主动件AB在位置AB1与连杆BC成一直线时，从动件CD处于左极限位置CD1。曲柄AB1以匀角速度顺时针转过角1=180+到达AB2位置时，摇杆达右极限位置CD2。为描述从动摇杆的急回特性，在此引入行程速比系数K，即：K=180+180-K值的大小反映了急回运动特性的显著程度。K值的大小取决于极位夹角，角越大，K值越大，急回运动特性越明显；反之，则愈不明显。当时，K=1，机构无急回特性。0若在设计机构时先给定K值，则:11180KK在生产实际中，常利用机构的急回运动来缩短非生产时间，提高生产率，如牛头刨床、往复式运输机等。2.行程速比系数（二）、传力特性1.压力角与传动角costFFsinnFF压力角愈小，机构的传力效果愈好。所以，衡量机构传力性能，可用压力角作为标志。CvtFnFF压力角：从动件受力方向与受力点线速度方向之间所夹的锐角。传动角:压力角的余角即连杆与从动件间所夹的锐角。在连杆机构中，为度量方便，常用压力角的余角即连杆与从动件间所夹的锐角(传动角)检验机构的传力性能。min传动角愈大，机构的传力性能愈好，反之则不利于机构中力的传递。机构运转过程中，传动角是变化的，机构出现最小传动角的位置正好是传力效果最差的位置，也是检验其传力性能的关键位置。CvtFnFF设计要求：曲柄摇杆机构，以曲柄为原动件时，其最小传动角发生在曲柄与机架两次共线（重叠和拉直）位置之一。minABCD2.死点状态0机构传动角（即）的位置称为死点位置。90机构处于死点位置，从动件会出现卡死（机构自锁）或运动方向不确定的现象。FvBC3.死点位置的防止和应用防止：a.设计时可以通过利用飞轮，由构件自身的惯性施加一定的外力，从而使机构顺利的通过死点位置。（缝纫机）b.由机构的错位排列（机车的车轮）应用：通过死点位置设计相关的夹具。（夹紧机构）9.3平面四杆机构的设计设计类型：1.实现给定的运动规律：给定行程速比系数以实现预期的急回特性、实现连杆的几组给定位置等。2.实现给定的运动轨迹：要求连杆上某点沿着给定轨迹运动等。设计目标：根据给定的运动条件，选定机构的类型，确定机构中各构件的尺寸参数。设计方法：图解法、实验法和解析法等。1.按给定连杆两个位置设计铰链四杆机构有无穷多个解。实际上，还应考虑几何、动力等辅助条件，例如各杆所允许的尺寸范围、最小传动角或其他结构上的要求，就可以合理选定A、D两点的位置而得到确定的解。如果给定连杆三个、四个或五个位置呢？例：设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。已知炉门上两活动铰链B、C的中心距为50。要求炉门打开后成水平位置，且热面朝下（如虚线所示）。如果规定铰链A、D安装在炉体的y-y坚直线上，其相关尺寸如图所示。用图解法求此铰链四杆机构其余三杆的尺寸。2.按给定的行程速比系数设计四杆机构设计具有急回特性的四杆机构，关键是要抓住机构处于极限位置时的几何关系，必要时还应考虑其他辅助条件。例：已知摇杆长度L=100，摆角=50和行程速比系数k=1.4，试设计曲柄摇杆机构。解：由给定的行程速比系数求出极位夹角:11180KK=304lDC2C190-A以A为圆心，AC1为半径作圆弧交A与E，平分EC2得曲柄长度。再以A为圆心，为半径作圆，交C1A的延长线和C2A于B1和B2，连杆长度.ABAB2211CBCBBCEB1B2