第二章平面机构(设计)分解.ppt

2-2 铰链四杆机构的基本性质 1.急回特性 : —摇杆的摆角， —极位夹角。 为描述从动摇杆的急回特性，在此引入行程速比系数 K，即： K = 180 + 180 - K值的大小反映了急回运动特性的显著程度。K值的大小取决于极位夹角 ， 角越大，K值越大，急回运动特性越明显；反之，则愈不明显。当时 ，K=1 ，机构无急回特性。 若在设计机构时先给定K值，则 : 在生产实际中，常利用机构的急回运动来缩短非生产时间，提高生产率，如牛头刨床、往复式运输机等。 2-2 铰链四杆机构的基本性质 2.压力角与传动角 压力角愈小，机构的传力效果愈好。所以，衡量机构传力性能，可用压力角作为标志。 压力角：从动件受力方向与受力点线速度方向之间所夹的锐角。 传动角:压力角的余角即连杆与从动件间所夹的锐角。 在连杆机构中，为度量方便，常用压力角的余角即连杆与从动件间所夹的锐角(传动角)检验机构的传力性能。 传动角愈大，机构的传力性能愈好，反之则不利于机构中力的传递。机构运转过程中，传动角是变化的，机构出现最小传动角的位置正好是传力效果最差的位置，也是检验其传力性能的关键位置。 设计要求： 曲柄摇杆机构，以曲柄为原动件时，其最小传动角发生在曲柄与机架两次共线位置之一。 A B C D 2-2 铰链四杆机构的基本性质 3.死点状态 机构传动角 （即 ）的位置称为死点位置。 机构处于死点位置，从动件会出现卡死（机构自锁）或运动方向不确定的现象。 措施和应用 2-3平面四杆机构的设计 设计类型 ： 1.实现给定的运动规律：给定行程速比系数以实现预期的急回特性、实现连杆的几组给定位置等。 2.实现给定的运动轨迹：要求连杆上某点沿着给定轨迹运动等。 设计目标 ： 根据给定的运动条件，选定机构的类型，确定机构中各构件的尺寸参数。 设计方法 ：图解法、实验法和解析法等。 1.按给定连杆两个位置设计铰链四杆机构 有无穷多个解。实际上，还应考虑几何、动力等辅助条件，例如各杆所允许的尺寸范围、最小传动角或其他结构上的要求，就可以合理选定A、D两点的位置而得到确定的解。 如果给定连杆三个、四个或五个位置呢？ 例：设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。已知炉门上两活动铰链B、C的中心距为50。要求炉门打开后成水平位置，且热面朝下（如虚线所示）。如果规定铰链A、D安装在炉体的y-y坚直线上，其相关尺寸如图所示。用图解法求此铰链四杆机构其余三杆的尺寸。 A D y y 热面 2.按给定的行程速比系数设计四杆机构 设计具有急回特性的四杆机构，关键是要抓住机构处于极限位置时的几何关系，必要时还应考虑其他辅助条件。 C1 C2 P 例：已知摇杆长度L=100，摆角 =50 和行程速比系数k=1.4，试设计曲柄摇杆机构。 解： 由给定的行程速比系数求出极位夹角 : = 30 D C2 C1 90- A 以A为圆心，AC1为半径作圆弧交A与E，平分EC2得曲柄长度 。再以A为圆心， 为半径作圆，交C1A的延长线和C2A于B1和B2，连杆长度 . E B1 B2