平面四杆机构自测题5.ppt

重点与难点分析 本章重点：平面四杆机构的基本特性及其设计； 本章难点：用作图法设计四杆机构 。 1.极位夹角：机构中从动摇杆处于两极限位置时，原动曲柄的相应两位置之间所夹的锐角。 ，表示机构具有急回特性，且极位夹角愈大，机构的急回运动就愈显著，所以，要判断一个机构是否有急回特性，就要找出极位夹角。 1）按给定的行程速比系数K设计四杆机构 ： 已知：行程速比系数K，摇杆CD的长度lCD ，摇杆的 摆角，设计此四杆机构。 设计的实质是：确定曲柄的固定铰链中心A 的位置，进而定出其余三杆长度。 设计方法是：先根据行程速比系数K 由公式 求出极位夹角，根据几何条件作出摇杆的两个极限位置C1D和C2D；由C1、C2点各作与C1C2 连线夹角为 的直线相交于O点；以O点为圆心，OC1为半径画圆，A 点即在此圆上，可由其它附加条件确定。 2）按预定的连杆位置设计四杆机构： 设计方法是：此类问题可用求圆心法来解决，即作铰链B各位置点连线B1B2 、B2B3的中垂线，两中垂线的交点即为固定铰链中心A。同理，作铰链C各位置点连线C1C2、 C2C3的中垂线，两中垂线的交点即为固定铰链中心D。 已知：连杆BC的三个预定位置B1C1、B2C2和B3C3 设计的实质是：求固定铰链中心的位置 若仅给定连杆BC的两个预定位置，则设计的四杆机构有无穷多解。 典型例题分析 例2-1 在图2-1a 所示的铰链四杆机构中，已知各杆长度为lAB =20mm，lBC=60mm，lCD=85mm， lAD=50mm ， 1、试判断该机构是否有曲柄； 2、判断此机构是否存在急回特性？若存在，试确定其极位夹角，并估算行程速比系数 ； 3、若以构件AB为主动件，画出机构的最小传动角的位置； 4、在什么情况下机构存在死点位置？ 图2-1 解：1、因为lAB+lCD=20+85=105mm lBC+lAD=60+50=110mm 且连架杆AB为最短杆 故，AB杆就是曲柄，该机构是曲柄摇杆机构 2、取比例尺=1mm/mm ，作摇杆CD处在两个极限位置时的机构位置图 AB1C1D 和 AB2C2D ，如图 b 所示。图中，∠C1 AC2 为极位夹角θ。 由图中量得：θ=59o 故该机构有急回特性。 故，可求得：K= ( 180o+θ ) / ( 180o –θ ) = ( 180o + 59o) / ( 180o - 59o) = 1.98 3、若以曲柄AB为主动件，则机构在曲柄AB与机架AD共线的两个位置之一存在最小传动角γmin 由图可得：γmin= ∠B’’C’’D =15o 4、当以摇杆CD为主动件，则从动件AB与连杆BC共线的两个位置AB1C1D和AB2C2D，即为机构的死点位置。 自 测 试 题 一、 判断题（正确：T，错误：F） 1.平面连杆机构是低副机构，其接触处压强较小，因此适用于受力较大的场合。 2.铰链四杆机构通过机架的转换，就一定可以得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 3.铰链四杆机构如有曲柄存在，则曲柄必为最短构件 。 4.在曲柄滑块机构中，当曲柄为主动件时，机构没有死点 。 答 案 5.在摆动导杆机构中，当曲柄为主动件时，曲柄在任何位置时其传动角均相同 。 6.极位夹角θ 0 的四杆机构，一定有急回特性。 7.在曲柄滑块机构中，只有当曲柄与滑块导路垂直时，传动角才可能出现最小值。 8.传动角就是连杆与从动件的夹角。 9.连杆机构任一位置的传动角与压力角之和恒等于90o。 10.从传力效果来看，传动角越大越好，压力角越小越好。 答 案 二、填空题 1.平面连杆机构是构件用______连接而成的机构，当平面四杆机构的运动副都是______ ，则称为铰链四杆机构。 2.铰链四杆机构的三种基本形式是____、 ____和___ 。它们是按照______来确定的。 3.铰链四杆机构中，固定不动的杆称为_ ___ ，不与机架直接连接的杆称为____ ，用转动副与机架连接的杆称为_____。 4.机构处于死点位置时，其传动角等于__，压力角等于___。 5.平行四边形机构的极位夹角=___ ,它的行程速比系数K____。 6.铰链四杆机构演化成其它形式的四杆机构常有三种方法，它们是______、________和_______。 7.一对心曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化成___________机构。 8.曲柄为主动件的曲柄摇杆机构中，当从动摇杆处于两极限位置时，________在该位置所夹的锐角