8-3.连杆机构的基本知识.ppt

8 3 连杆机构的基本知识 一 铰链四杆机构有曲柄的条件 设 a d 若要A为周转副则 max min A B C D B B f d C C 1800 fmax max 1800 3600 00 fman min 00 a d b c a b c b c d a cb b a d c c a d b 2a 2c a c 而c b a为最短杆 2a 2b a b 而b c a为最短杆 a为最短杆 又由 知 a 任何杆 包括最长杆 其它两杆之和 条件1 条件2 杆长条件 又设a d 可同理推导 若要A为周转副则 1 d为最短杆2 最短杆 最长杆 其它两杆之和 重要结论 在铰链四杆机构中 如果某个转动副能成为周转副 则它所连接的两个构件中 必有一个为最短杆 且四杆的长度关系满足杆长条件 综合ad两种情况得 杆长条件 可知满足杆长条件时 连架杆为最短杆 则得曲柄摇杆机构机架为最短杆 则得双曲柄机构连杆为最短杆 则得双摇杆机构 存在周转副 曲柄存在条件 1 机架和连架杆中必有一个为最短杆 2 最短杆 最长杆 其它两杆之和 注意 若四杆机构不满足杆长条件 则不论取哪个杆为机架 所得机构均为双摇杆机构 但此时机构中无周转副 a b c d A D B C 二 急回运动和行程速比系数K 可以证明 AB AB1 CD DC1 左极限位置 1 1800 AB AB2 CD DC2 右极限位置 2 1800 在设计机构时 若要求急回性 则往往会给出K值 设计时保证 即可 1800 K 1 K 1一般设计时 K 2 1 2 而 1匀速 t t1 t2又 往 复 不变 3工作 t1 t2 3返回 摇杆有急回性 令 K 3返回 3工作 t1 t2 1 2 1800 1800 K 则急回性 行程速比系数 定量表示急回性 K 1 0 无急回性K 1 0 有急回性 B C D B2 B1 A 1 2 1 C1 C2 极位夹角 从动件摇杆处于两极限位置时 主动件曲柄相应两位置所夹的锐角 曲柄滑块机构极位夹角 牛头刨 三 运动连续性 指当主动件连续运动时 从动件也能连续地实现给定的各个位置 角度 3 3 所决定的从动杆运动范围称为运动的可行域 从动杆根本不可能进入角度 3或 3 所决定的区域 此区域称为运动的非可行域 设计曲柄摇杆机构时 不能要求从动摇杆从一个可行域通过非可行域跨入另一个可行域 它只能在一个可行域内运动 至于摇杆究竟在哪个可行域中运动 则取决于机构的初始位置 可行域的范围受机构中构件长度的影响 在知道各杆的长度后 可行域可用作图法求得 所以 在铰链四杆机构中 若机构的可行域被非可行域分隔成不连续的几个区域 而从动杆各给定位置又不再同一个可行域时 则机构的运动必然是不连续的 错位不连续 错序不连续 四 压力角与传动角 传力特性 1 2 3 4 A D B C Pn Pt P Vc 设 忽略质量和运动副中的摩擦 则2杆为二力杆 2对3推力为P P Pt Vc 有效推力 Pn Vc 正压力 径向 引起摩擦 Pt Pcos Pn Psin 着力点的推力方向与其速度方向的夹角 称为压力角 Pn 传动角 压力角的余角 Pt 传力效果越好 为保证一定的传力特性 设计机构时 不能太大 不能太小 许用值 500 一般 400 高速重载 or 400 500 设计时 man or min 对于铰链四杆机构 min为两极限位置时的 角之一 要比较得出 与各杆尺寸有关 五 机构的死点位置 0 900 Pt Pcos 0 Pn Psin P 若无外力不能驱动曲柄 设曲柄摇杆机构的摇杆为主动件 在图示两个位置有 0 900 时的机构各构件的位置称为机构的死点位置 四杆机构中是否存在死点位置 决定于从动杆是否与连杆