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[理学]机械原理第5章 连杆机构
机构是否出现死点的判断: 若原动件作往复运动,则一定会出现死点位置;其处于连杆与从动件共线和重合之处。 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:从动件力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 传动角γ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 – 2cb*cosγ′ △ABD:f 2 = a 2 +d 2 – 2ad*cos j f γ′ F Fn Ft α γ A B C D c d a b j C2 B1 max γ ′ b 2 + c 2– a 2 – d 2 + 2ad*cos j 2cb cosγ= ′ 显然: φ = 0 °时,有γmin ′ ′ φ =180°时,有γmax ′ 5. γmin的确定 γmin=Min[180 - γ′ , γ′] max min ° γ 结论:最小传动角出现在曲柄与机架共线或重合处。 C2 B2 min γ ′ 四、机构的死点位置 1. 定义:摇杆CD 为主动件 当γ= 0°(a=90°)时, Fx = F * cosα=0,即连杆作用在从动件上的力通过了从动件的回转中心,将无法使从动件产生运动,此时称机构处于死点位置。 D d A F VB a ω (avi) 2. 死点位置的确定 在四杆机构中当从动件与连杆共线或重合时,机构处于死点位置。 ● 曲柄摇杆机构中曲柄为主动件时 VB FB FC VC C a D A B M C 结论:无死点位置存在 γ始终存在 ● 曲柄摇杆机构中摇杆为主动件时 D A B C 结论: 当a= 90°(γ=0°)时,即连杆与曲柄出现共线和重合时,机构出现死点位置。 M FC VC a VB FB B C1 ● 双曲柄机构和双摇杆机构 结论:双曲柄机构无论哪个曲柄做原动件,都无死点位置存在;双摇杆机构无论哪个摇杆做原动件,都有死点位置存在; (avi) 3. 死点位置的应用 (avi) (avi) 火车轮联动机构 4. 死点位置危害的避免 采用其两侧的曲柄滑块机构的曲柄位置相互错开90度。 §5-3 平面四杆机构的设计 一、四杆机构设计的基本问题和方法 设计中的已知条件:运动条件(如行程速比系数)、几何条件及传力条件(如最小传动角)。 基本问题: ◆要求满足预定的位置或运动规律 A D M2 B φ M M1 M3 ◆要求满足给定的轨迹 * 第5章 平面连杆机构 了解平面连杆机构的组成及其主要优缺点; 了解平面连杆机构的基本形式——平面铰链 四杆 机构;了解其演化和应用; 掌握对曲柄存在条件、急回运动、行程速比系数、传动角、压力角、死点等有明确的概念。 掌握按给定行程速比系 数设计四杆机构和按给定连杆位置设计四杆机构的方法。 概述 一、定义与分类 1. 定义 由若干刚性构件用低副联接
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