[第八章连杆机构分析与设计.ppt

b. 确定构件尺寸 例：若要求该机构为曲柄摇杆机构，问AB杆尺寸应为多少？ B 110 70 60 A C D 解：1. 设AB为最短杆 即 LAB + 110 ≤ 60 + 70 LAB ≤ 20 2. 设AB为最长杆 即 LAB + 60 ≤ 110 + 70 LAB ≤ 120 3. 设AB为之间杆 即 110 + 60 ≤ LAB + 70 100 ≤ LAB 所以AB杆的取值范围为： LAB ≤ 20，100 ≤ LAB ≤ 120 2. 推广 (1) 推广到曲柄滑块机构 a. 对心式 a + LAD∞ ≤ b + LCD∞ B A C a b 对心式 D ∞ D ∞ a ≤ b b. 偏置式 D ∞ D ∞ a + LAD∞ ≤ b + LCD∞ 而：LAD∞ = LCD∞ + e 所以：a + e ≤ b A B C e b a 偏置式 (2) 推广到导杆机构 B A C a b D ∞ D ∞ B A C a b 若两连架杆均整周回转，则机架应最短，而LAD∞ = LCD∞ ，所以有: a b时，转动导杆机构； a b时，摆动导杆机构。 (avi) 二、急回运动和行程速比系数 1. 极限位置与极位夹角 B2 C2 B1 C1 C A D B 极位夹角θ ：当机构处于两极限位置时，曲柄所在线所夹的锐角。 极限位置：当曲柄与连杆共线时，机构中摇杆所处的位置。亦称机构此时的位置称为机构处于极限位置。 φ (avi) 极限位置及极位夹角的位置确定： 观察知：LAC1 =LBC - LAB LAC2 =LBC + LAB B2 C2 B1 C1 LAC1 LAC2 B2 C2 B1 C1 C A D B φ C A D B φ 2. 急回特性及行程速比系数K α1 = 180°+ θ α2 = 180°- θ B2 C2 B1 C1 C A D B φ α1 α2 ω B2→ B1 因为ω = C，且α1 α2 ， C2→ C1 α1 C2C1 ⌒ B1→ B2 C1→ C2 α2 C1C2 ⌒ t1 t2 C2C1 ⌒ = C1C2 ⌒ v1= /t1 C2C1 ⌒ v2= /t2 C1C2 ⌒ 所以t1 t2 ， v2 v1 (avi) 急回特性：称机构具有的特性为急回特性 在曲柄等速回转的情况下，通常将作往复运动从动件速度快慢不同的运动称为急回运动。 从动件回程的平均速度(或角速度) 从动件去程的平均速度(或角速度) = V2 V1 = t1 t2 B2 C2 B1 C1 C A D B φ α2 ω B2→ B1 C2→ C1 α1 C2C1 ⌒ B1→ B2 C1→ C2 α2 C1C2 ⌒ t1 t2 v2= /t2 C1C2 ⌒ v1= /t1 C2C1 ⌒ K= α 1 = α1 ω α2 ω K = 180° = 180° + θ - θ 3. 推广 推广到曲柄滑块机构 ● 对心式曲柄滑块机构 B1 C1 B A C θ = 0 结论：对心式曲柄滑块机构无急回特性。 ● 偏置式曲柄滑块机构 A B C B1 C1 C2 B2 θ ≠ 0 结论：偏置式曲柄滑块机构有急回特性。 B2 C2 (2) 推广到导杆机构 C1 C2 B A C θ φ 结论：有急回特性，且极位夹角等于摆杆摆角，即 θ= φ 三、压力角和传动角 1. 定义 γ α F V Fx Fy 压力角a：力F的作用线与力作用点绝对速度V所夹的锐角 传动角γ ：压力角的余角 压力角a是衡量机构传力性能的一个重要指标。 Fx = F * cos a 2. 曲柄摇杆机构的压力角与传动角 a：连杆对从动件力作用线与从动件上被作用点绝对速度方向线所夹锐角 因为： γ = 90 °- a 所以：当∠BCD 90 °时，γ=∠BCD 当∠BCD 90 °时，γ=180 °-∠BCD 连杆线与从动杆线所夹锐角 3. 意义 A B C D c d φ a b VC Fn F Ft a γ 往往将γ作为度量连杆机构传力性能的一个重要指标。 显然：γ ≡ 90 °时最好。 显然： a ↓ →γ ↑ →Ft ↑ →传力性能 ↑ 4. γ′的大小(连杆与摇杆之夹角) 由△BCD：f 2 = c 2 +b 2 – 2ab*cosγ′