车杆机构的性质.ppt

* §8-3 有关平面四杆机构的基本性质 运动特性 1.曲柄存在条件 2.急回特性 3.运动连续性 动力特性 1.压力角、传动角 2.死点 一、铰链四杆机构曲柄存在的条件 —— Grashoff定理 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 ? ? ? A B C D a b c d B1 C1 E F B2 C2 E? F? 若使AB能够整周回转，必须使得以?圆上任一点为中心，以杆长b为半径所形成的?圆与?圆有交点，即： BE? ? b ? BF? 亦即： B1、B2点为形成周转副的关键点。 ? ? A B C D a b c d B1 C1 B2 C2 在△B1C1D中 a +d ? b +c (1) 在△B2C2D中 若： d ?a，则有： a +c ? d +b (2) a +b ? d +c (3) 若： a ?d，则有： c +d ? a +b (4) b +d ? a+c (5) (1) + (2) a ? b (1) +(3) a ? c 且有： a ? d a =lmin为最短杆。 (1) + (4) d ? b (1) +(5) d ? c 且有： d ? a d =lmin为最短杆。 ◆周转副的条件： 1) 任意三杆长度之和 ? 第四杆长； l1+l2+l3 ? l4 2)最短杆长度+最长杆长度?其余两杆长度之和——杆长条件 lmin+lmax? l4 +l3 最短杆两端的转动副均为周转副；其余转动副为摆转副。 3)连架杆或机架中必有一杆是最短杆。 ◆曲柄存在条件： 当铰链四杆机构满足杆长条件时， 讨论 1）最短杆的邻边杆为机架时 A B C D 3 2 1 4 ——曲柄摇杆机构 3）最短杆的对边杆为机架时 l1+l2+l3 ?l4? lmin+lmax? l4 +l3? Y 非机构 N 有两个周转副 Y 双摇杆机构 N lmin为机架? lmin邻边为机架? N N 小结 Y 双曲柄机构 曲柄摇杆机构 Y ——双摇杆机构 A B C D 3 2 1 4 2）最短杆为机架时 ——双曲柄机构（含平行四边形机构） A B C D 3 2 1 4 当铰链四杆机构不满足杆长条件时——双摇杆机构（无周转副） e r l A B C D?? 例：偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件。 解1： lmin=r； lmax=CD+e 解2： AD连线为机架方向，故B1、B2为r成为曲柄的关键点，所以 B1 C1 B2 C2 l ? r+e l ? r-e 思考：对心曲柄滑块机构有曲柄的条件？ 二、急回运动特性(Quick return property) 1. 概念 极位夹角? ——当输出构件在两极位时，原动件所处两个位置之间所夹的锐角。 极位——输出构件的极限位置 摆角φ ——两极限位置所夹的锐角 原动件作匀速转动，从动件作往复运动的机构，从动件正行程的平均速度慢于反行程的平均速度的现象——急回运动(Quick-return) 2. 急回运动 急回运动机理 急回作用具有方向性,当原动件的回转方向改变时,急回的行程也随之改变。 注意！ a)曲柄转过 摇杆上C点摆过： 所用时间： b)曲柄转过 摇杆上C点摆过： 所用时间： c)设两过程的平均速度为V1、V2： 回程速度大于正行程速度。 3. 行程速比系数K 为表明急回运动程度，用行程速度变化系数K(time ratio) 来衡量，作为机构的基本运动特征参数。定义为反正行程速度比，即 或： 讨论： 当θ≠0时，机构具有急回运动特性； θ??K ?，急回运动特性愈显著。 对心曲柄滑块机构 θ=0， K=1，无急回运动 偏置曲柄滑块机构θ?0， K?1，有急回运动 例：曲柄滑块机构 摆动导杆机构 θ?0， K?1，有急回运动 急回运动特性的应用 三、四杆机构的压力角与传动角 压力角?与传动角? 压力角? (Pressure angle)——不考虑摩擦时，机构输出构件上作用的力F与该力作用点的绝对速度方向所夹的锐角。 传动角? (Transmission angle)——压力角的余角 机构常用传动角大小及变化来衡量机构传力性能的好坏。 ??(??) ?F? ??机构传动越有利 一般要求： D C B F ? ? VC D B C F 2. 最小传动角的位置 连接BD，在?ABD中： ——曲柄摇杆机构 A B C D c b a d F VC ? ? ? ? 在?BCD中： 若此式为极值，则需? 取极值，即 故当? 90o时： ? =? ?min = ?min 当? 90o时： ?min = 180o-?max 结论： 当?=0o或180o时，有 ?min = min{?min ，(180o-?max)} 曲柄与