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          平面四桿機構的應用和基本形式

          2014-08-27 09:21 作者:管理員11 來源:未知 瀏覽: 字號:

          摘要:平面四桿機構的應用和基本形式 1平面連桿機構的特點和應用 平面連桿機構是若干個剛性構件用平面低副 (轉動副或轉動副和移動副)連接而成,各構件均在 相互平行的平面內運動的機構。平面連桿機構又稱平 面低副機構。 由于平面連桿機構能夠實現多種運動軌跡曲線

          平面四桿機構的應用和基本形式
          1平面連桿機構的特點和應用
              平面連桿機構是若干個剛性構件用平面低副
          (轉動副或轉動副和移動副)連接而成,各構件均在
          相互平行的平面內運動的機構。平面連桿機構又稱平
          面低副機構。
              由于平面連桿機構能夠實現多種運動軌跡曲線和
          運動規律,且低副不易磨損,而又易于加工以及能由
          本身幾何形狀保證接觸等優點,因此廣泛地應用于各
          種機器、儀器和運動變換裝置之中。
              在平面連桿機構中,最基本的是平面四桿機
          構。工程上最基本的平面四桿機構是由4個構件
          通過4個轉動副連接組成的校鏈四桿機構。曲柄
          滑塊機構、導桿機構等可以看作由鉸鏈四桿機構
          演化而來。
          2平面四桿機構的簽本形式及其曲柄存在
                條件
              在通常情況中,驅動機構運動的原動機均固定在
          機架上,并能作整周轉動,故要求機構的主動件也能
          作整周轉動而成曲柄。鉸鏈四桿機構中任意兩相鄰構
          件互為曲柄的條件為:
              1)最短桿與最長桿長度之和不大于其余兩桿長
          度之和。
              2)兩相鄰桿之一必為最短桿。
              因此,滿足上述條件的鉸鏈四桿機構,由于變換
          機架(即固定不同構件)可得曲柄搖桿機構、雙曲
          柄機構和雙搖桿機構:固定最短桿的相鄰桿得曲柄搖
          桿機構;固定最短桿得雙曲柄機構;固定最短桿的對
          面桿得雙搖桿機構。
              如果鉸鏈四桿機構中的最短桿與最長桿長度之和
          大于其余兩桿長度之和,則不論固定哪個構件均只能
          得到雙搖桿機構,也即此平面校鏈四桿機構中不存在
          互為曲柄的情況。
              對于由原動機驅動的構件不是連架桿時,可以用
          互為曲柄條件來判別它能否相對于原動機的機架作整
          周轉動。
              平面四桿機構的幾種基本型式及其曲柄存在條件
          見表11.3-1,
              表11.3一列出了平面四桿機構3種基本型式,
          以及通過改變不同構件作機架的演化方法,從演化可
          以看出各個機構間的內在聯系。
          平面四桿機構的基本型式及其曲柄存在條件1
          平面四桿機構的基本型式及其曲柄存在條件2
          平面四桿機構3種基本型式及其演化
          3平面四桿機構的急回特性
              平面四桿機構中的曲柄搖桿機構、曲柄滑塊機構
          及導桿機構等都有急回特性。圖11.3-1中所示的曲
          柄搖桿機構,當主動曲柄等速回轉時,從動搖桿自點
          Cl擺至點C2和自點C2擺回點C1的平均角速度是不
          同的,在擺回時具有較大的平均角速度,故具有急回
          特性。搖桿擺回的平均速度與其擺出(自Cl擺至
          C2)的平均角速度之比稱為行程速比系數K,可用以
          表示機構的急回程度。將曲柄與連桿兩共線位置之間
          所夾的銳角θ稱為極位夾角,則
          曲柄搖桿機構的急回特性

          4平面四桿機構的壓力角與傳動角
              不計摩擦力、重力和慣性力時,機構物出桿受力
          點的受力方向與該點的速度方向間所夾的銳角α稱
          為壓力角,見圖11.3-2.
              壓力角的余角γ稱為傳動角。傳動角越大,傳力
          性能越好。
              傳動角在傳動過程中是變化的,合理地選擇各構
          件的尺寸,可使機構的最小傳動角具有最大值。機構
          運轉中最小傳動角的容許值是按受力情況、運動副間
          隙大小、摩攘和速度等因素而定。一般傳動角不小于
          40°,高速機構則不小于50°。
              平面四桿機構最小傳動角發生的位置見表11.3-3。
          四桿機構的壓力角與傳動角
          平面四桿機構最小傳動角發生的位置
          5平面四桿機構的運動連續性
              在平面四桿機構的設計中,對所得機構都應按運
          動連續要求,通過幾何作圖,檢驗該機構是否的確在
          運動時能實現給定的位置要求。
              圖11.3-3所示校鑄四桿機構,在實際運動時,
          通過幾何作圖可以發現,B點無論是順時針或逆時針
          從B1點“連續”運動至B2點時,C點只能從C1連
          鉸鏈四桿機構的運動連續性
          續運動到C2,即機構實際運動上只能實現連桿的
          B1C1和B2C2兩位置。這是由于以B2為圓心、BC為
          半徑作圓弧與C點所在圓相交時有兩個交點C2、
          C2',而實際運動時卻只能達到其中一個位衛,若機
          構按AB1C1D裝配好后,就只能實現AB2C2D;若要
          實現AB2C2'D,只有將C處轉動副拆開,重新按
          AB2C2'D裝配,但這時連桿又無法運動至B1C1位置。
          6平面四桿機構應用舉例
          平面四桿機構應用十分廣泛,其應用舉例見表
          11.3-4。
          平面四桿機構應用舉例1平面四桿機構應用舉例2

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