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第三节有关四杆机构的几个基本概念☆

二、急回特性(行程速度变化系数)
三、压力角和传动角
四、死点(止点位置)
设计:潘存云
l1
l2
l4
l3
C’
B’
A
D
平面四杆机构具有整转副→可能存在曲柄。
杆1为曲柄,作整周回转,必有两次与机架共线
l2≤(l4 – l1)+ l3
则由△B’C’D可得:三角形任意两边之和大于第三边
则由△B”C”D可得:
l1+ l4 ≤ l2 + l3
l3≤(l4 – l1)+ l2
AB为最短杆
最长杆与最短杆的长度之和≤其他两杆长度之和
→ l1+ l2 ≤ l3 + l4
C”
l1
l2
l4
l3
A
D
l4- l1
将以上三式两两相加得:
l1≤ l2, l1≤ l3, l1≤ l4
→ l1+ l3 ≤ l2 + l4
:(转动副为整转副)
:
:
实例分析: AB=70, BC=90, CD=110, AD=40
(1)最短与最长杆之和小于其它两杆之和
(2)最短杆是连架杆或机架
(满足条件1)
(1)最短杆是机架
(2)最短杆是机架邻边
(3)最短杆是机架对边
→双曲柄机构
→曲柄摇杆机构
→双摇杆机构
∵AD+CD=40+110=150<AB+BC=160
当:①AD为机架
②AB或DC为机架
③BC为机架
→双曲柄机构
→曲柄摇杆机构
→双摇杆机构
A
B
C
D
四杆机构类型的判别
lmax+lmin ≤ l余1+l余2
双曲柄机构
双摇杆机构
曲柄摇杆机构
可能有曲柄
机架
是
否
最短构件的对边
最短构件的邻边
最短构件
二、急回特性
(一)铰链四杆机构急回特性
设计:潘存云
A
B
C
D
B1
C1
A
D
在曲柄摇杆机构中,当曲柄与连杆两次共线时,摇杆位于两个极限位置,简称极位。
当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时,摇杆从C1D位置
摆到C2D。
所花时间为t1 , 平均速度为V1,那么有:
曲柄摇杆机构 3D
此两处曲柄之间的夹角θ称为极位夹角。
θ
180°+θ
ω
C2
B2
设计:潘存云
B1
C1
A
D
C2
当曲柄以ω继续转过180°-θ时,摇杆从C2D,置摆到C1D,所花时间为t2 ,平均速度为V2 ,那么有:
180°-θ
因曲柄转角不同,故摇杆来回摆动的时间不一样,平均速度也不等。
显然:t1 >t2 V2 > V1
摇杆的这种特性称为急回运动。用以下比值表示急回程度
称K为行程速比系数。
且θ越大,K值越大,急回性质越明显。
只要θ≠ 0 , 就有 K>1
所以可通过分析机构中是否存在θ以及θ的大小来判断机构是否有急回运动或运动的程度。
设计新机械时,往往先给定K值,于是:
①θ=0, K=1, 无急回特性
② 1<K< 2,
③ q↑→K↑急回特征越显著
讨论:
四杆机构存在急回特性须具备条件:
①曲柄为主动件
②从动件有极限位置
③曲柄存在极位夹角
总结:
急回方向:
回程向左
(若有方向如何?)
分析:
摆角:ψ; 极位夹角:θ
特点: ψ= θ
∴有急回特性
(二)摆动导杆机构急回特性
工作行程:C1 C2 急回:C2 C1
(三)曲柄滑块机构急回特性
无急回
C2 C1急回
设计:潘存云
α
F
γ
F’
F”
1、压力角:
从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。
A
B
C
D
设计时要求: γmin≥50°
3、γmin位置
切向分力: F’= Fcosα
法向分力: F”= Fcosγ
γ↑
→ F’↑
→对传动有利。
=Fsinγ
2、传动角γ=90°-α
C
D
B
A
F
γ
可用γ的大小来表示机构传动力性能的好坏
F”
F’
三、压力角和传动角
此位置一定是:
主动件与机架共线两处之一。