6.2平面四杆机构的运动特性(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（北京理工大学出版社）

６.２　平面四杆机构的运动特性 ６.２.１　急回特性 在某些连杆机构中。 当曲柄作等速转动时。 从动件作往复运动。 而且返回时的平均速度比前进时的平均速度要大。 这种性质称为连杆机构的急回特性。 在生产实际中利用连杆机构的急回特性可以缩短非生产时间从而提高生产效率。 因而在设计各种机器时广泛考虑采用具有急回特性的连杆机构。 如图６-２３ 所示曲柄摇杆机构。 在原动件曲柄ＡＢ 作等速转动一周的过程中。 它与连杆ＢＣ 有两次共线位置ＡＢ１ 和ＡＢ２。 此时从动件摇杆ＣＤ 分别位于两极限位置Ｃ１Ｄ 和Ｃ２Ｄ。 其夹角ψ 称为摇杆的摆角。 在此两极限位置时曲柄相应的两个位置ＡＢ１、ＡＢ２ 所夹的锐角θ 称为极位夹角。 下一页 返回 ６.２　平面四杆机构的运动特性 连杆机构急回特性的相对程度。 用行程速度变化系数Ｋ (简称行程速比系数) 来表示。 即 同理。 对于主动件做等速转动。 从动件做往复摆动或移动的四杆机构。 都可按机构的极限位置画出极位夹角。 从而判断其是否具有急回特性。 如图６-２４ 所示。 图(ａ) 为对心曲柄滑块机构。 因极位夹角θ ＝０°。 所以无急回特性。 图(ｂ) 为偏置曲柄滑块机构。 因极位夹角θ≠０°。 所以有急回特性。 图(ｃ) 为导杆机构。 其极位夹角θ 等于导杆摆角φ。 不可能等于零。 所以恒具急回特性。 下一页 返回 上一页 ６.２　平面四杆机构的运动特性 ６.２.２　压力角和传动角 在图６-２５ 所示曲柄摇杆机构中。 若不计各构件的质量和运动副中的摩擦力。 则连杆ＢＣ是二力杆。 于是原动件曲柄通过连杆ＢＣ 作用于从动件摇杆ＣＤ 的力Ｆ 沿ＢＣ 方向。 Ｆ 可分解为两个分力: 沿着受力点Ｃ 的速度ｖｃ 方向的分力Ｆｔ 和垂直于ｖｃ 方向的分力Ｆｎ。 其中Ｆｎ只能使铰链Ｃ、Ｄ 产生径向压力和摩擦阻力。 是有害分力。 而Ｆｔ 才是推动从动件ＣＤ 运动的有效分力。 由图可得 下一页 返回 上一页 ６.２　平面四杆机构的运动特性 机构在运动的过程中。 传动角γ 的大小是变化的。 当曲柄ＡＢ 转到与连架杆ＡＤ 共线的两个位置ＡＢ１、ＡＢ２ 时。 传动角将出现极值γ１ 和γ２。 如图６-２５ 所示。 这两个值的大小可用余弦定理求得。 比较二者大小。 即可求出最小传动角γｍｉｎ。 为保证连杆机构具有良好的传动性。 对一般机械设计时要求最小传动角γｍｉｎ ≥４０° (即αｍａｘ ≤５０°)。 对高速大功率机械则要求γｍｉｎ≥５０° (即αｍａｘ≤４０°)。 为此。 必须确定γ ＝ γｍｉｎ 时机构的位置并检验γｍｉｎ 的值是否小于上述的许用值。 ６.２.３　死点位置 在不计构件的重力、惯性力和运动副中摩擦阻力的条件下。 当机构处于压力角为９０°(传动角为０°) 的位置时。 由式(６-１) 可知。 推动从动件的有效分力为零。 在此位置。 无论驱动力多大。 均不能使从动件运动。 机构的这种位置称为死点位置。 下一页 返回 上一页 ６.２　平面四杆机构的运动特性 从传动的角度来看。 机构中存在死点是不利的。 因为这时从动件会出现卡死或运动不确定的现象(如缝纫机踏不动或倒车)。 为克服死点对传动的不利影响。 应采取相应措施使需要连续运转的机器顺利通过死点。 比如在机器上加装惯性较大的飞轮。 利用惯性来通过死点(如缝纫机) 或利用错位排列的方法通过死点。 如图６-２７ 所示的多缸活塞发动机。 工程上有时也利用死点来实现一定的工作要求。 如图６-２８ 所示的夹具。 工件被夹紧后ＢＣＤ 成一条直线。 此时夹紧机构处于死点位置。 即使工件反力很大也不能使夹紧机构反转。使工件的夹紧牢固可靠。 再如图６-２９ 所示的飞机起落架。 当起跑轮放下时。 ＢＣ 杆与ＣＤ 杆共线。 机构处在死点位置。 地面对轮子的力不会使ＣＤ 杆转动。 从而保证飞机安全起飞和降落。 返回 上一页 图６-１　平面四杆机构 返回 图６-２　调整机构 返回 图６-３　踏砂轮机构 返回 图６-４　惯性筛机构 返回 图６-５　脚升降机构 返回 图６-６　机车车辆机构 返回 图６-７　平行四边形机构的运动不确定性 返回 图６-８　车门开闭机构 返回 图６-９　鹤式起重机 返回 图６-１０　摇头机构 返回 图６-１１　铰链四杆机构取不同构件为机架的演化 返回 图６-１２　曲柄滑块机构 返回 图６-１３　对心曲柄滑块机构 返回 图６-１４　曲柄滑块机构的演化 返回 图６-１５　回转油泵 返回 图６-１６　牛头刨床 返回 图６-１７　自动卸料机构 返回 图６-１８　手压唧筒 返回 图６-１９　两个转动副的演化 返回 图６-２０　缝纫机刺布机构 返回 图６-２１　双转块机构 返回 图６-２２　双滑块机构 返回 图６-２３　急回特性 返回 图６-２４　其他连杆机构的急回特性 返回 图