平面連桿2.ppt

1、平面四桿機構(gòu)的倒置,定塊機構(gòu),搖塊機構(gòu),轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)（擺動導桿機構(gòu)）,曲柄滑塊機構(gòu),對心曲柄滑塊機構(gòu)In-line slider-crank mechanism,偏置曲柄滑塊機構(gòu) Eccentric (or offset) slider-crank mechanism .,圖1,圖2,二.曲柄存在條件：,2-2 平面四桿機構(gòu)的基本特征 28,取決于機構(gòu)各桿的相對長度和機架的選擇,A,D,B,B,B”,C,C,C”,例:AB22,BC50,CD38,AD45,兩兩相加 l1l2 l1l3 l1l4,當桿1處于AB ”位置 AC ”D, l1l2l3l4 (2-6),(l2l1) l3 l4 l1

2、l4l2l3 (2-3) (l2l1) l4 l3 l1l3l2l4 (2-4),當桿1處于AB 位置 AC D,(曲柄l1,連桿l2,搖桿l3,機架l4)當AB能擺至與 連桿共線的極位AB及AB”時 能順利通過整轉(zhuǎn)副。,曲搖機構(gòu),L1最短,一.平面四桿機構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件:,二.曲柄存在條件：（轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副）,1.整轉(zhuǎn)副存在條件:,2.推論:,實例分析: AB70, BC90, CD110, AD40,(1)最短與最長桿之和小于其它兩桿之和 (2)整轉(zhuǎn)副是由最短桿及其鄰邊組成的,(滿足條件1) (1)最短桿在機架上 (2)最短桿在機架鄰邊 (3)最短桿在機架對邊,雙曲柄機構(gòu),曲柄搖桿機構(gòu),雙

3、搖桿機構(gòu),ADCD40110150ABBC160,當：AD為機架 AB或DC為機架 BC為機架,雙曲柄,曲柄搖桿,雙搖桿,作業(yè)2-1 p.35,各桿長度滿足桿長條件,原理P144 8-6,如果 LMAX +LMIN =Lb +Lc, 四個運動副會共線.,在共線的時刻,輸出的構(gòu)件的運動具有不確定性，這些位置叫做拐點。,按照四邊形 AB2C2D 運動的機構(gòu)叫平行四邊形機構(gòu), 按照四邊形 AB2C2D 運動的機構(gòu)叫反平行四邊形機構(gòu) 。,如圖所示, 用相差90的虛約束來避免拐點。 從而保證運動的確定性。,反平行四邊形機構(gòu)被用在公共汽車門上,Table 8-1 鉸鏈四桿機構(gòu)的類型判斷,LminLmaxL

4、1 LiLjL2,思考題8-7,對心曲柄滑塊機構(gòu), 對心曲柄滑塊機構(gòu)曲柄存在的條件?, 偏置曲柄滑塊機構(gòu)曲柄存在的條件?, L1L2,LminLmaxL1(e) LiLjL2, L1eL2,二.死點位置 三.壓力角和傳動角,二.急回運動:,工作行程: 空回行程:,B2B1 ( 2) C2C1 () 1 2 , 而不變,B1B2 (1) C1C2 (), 工作行程時間空回行程時間,曲柄(主)勻速轉(zhuǎn)動(順) 搖桿(從)變速往復擺動,極位:,曲柄與連桿共線(B1、 B2)搖桿極位C1、C2, 縮短非生產(chǎn)時間, 提高生產(chǎn)率,例：牛頭刨床、 往復式輸送機,其運動特性行程速度變化系數(shù)(行程速比系數(shù))K,極

5、位夾角(搖桿處于兩極位時，對應曲柄所夾銳角),K 急回運動性質(zhì),(2-5),曲柄搖桿機構(gòu)曲柄主動 急回,因為 =0o, 沒有急回特性,思考題： 對心曲柄滑塊機構(gòu)的急回特性如何？,在擺動導桿機構(gòu)中，導桿的兩個極限位置發(fā)生在曲柄AB垂直于搖桿的兩個位置 CD1 and CD2,思考題： 擺動導桿機構(gòu)的急回特性如何？,D1CD2 是從動件CD的擺動角 max .,在該連桿機構(gòu)中，極位夾角 碰巧等于從動件擺動角max. The coefficient of travel speed variation K, or the time ratio, is K=(180o+)/(180o-).,注意！不是出

6、現(xiàn)在水平位置！,三、壓力角和傳動角 p.22倒6, 圖2-7,1.壓力角,2.傳動角,：BC是二力桿,驅(qū)動力F 沿BC方向,作用在從動件上的驅(qū)動力F與該力作用 點絕對速度VC之間所夾的銳角。,連桿與從動桿所夾銳角 有效力Fsin 40,有效力Fcos （方便）傳動角 = 90 (的余角),作業(yè)：2-3, 2-4 p.38,VC沿導軌(CD),分析,機構(gòu)的傳動角一般在運動鏈的最后一個從動件上度量。,The and must be drawn on the driven link,當BCD90時， BCD,當BCD90時，,180-BCD,當BCD最小或最大時，都有可能出現(xiàn)min,min極值出現(xiàn)在

7、哪里？,BCD最小，1B1C1D BCD最大，2180-B2C2D,在BCD中，由余弦定律有：BD2b2c22bccosBCD,在ABD中： BD2a2d22adcosBAD,則：,當BAD0時，BCD最小,當BAD180時，BCD最大,1B1C1D,2180-B2C2D,min1, 2 min,此位置一定是：主動件與機架共線兩處之一。,思考題8-10:,在曲柄滑塊機構(gòu)中, 如果曲柄是主動件，滑塊是從動，那么連桿BC和導路的夾角就是壓力角， =90.,max 和 min, 出現(xiàn)在曲柄AB與機架共線 的位置.,四. 死點位置 p.31第6,從動件與連桿共線卡死,當搖桿為主動件, 而曲柄AB與 連

8、桿BC共線時(搖桿CD處于極位) CD(主)通過連桿加于曲柄的驅(qū)動力F正好通過曲柄的轉(zhuǎn)動中心A 不能產(chǎn)生使曲柄轉(zhuǎn)動的力矩。,圖2-4曲柄搖桿機構(gòu),圖2-5,曲柄搖桿機構(gòu)搖桿主動死點,死點,極位 死點,死點出現(xiàn)在搖桿或滑塊是主動件的情況下,死點發(fā)生在兩個極限位置。,極位,死點,可以看出，極位和死點實際上是機構(gòu)的同一位置，所不同的僅是機構(gòu)的原動件不同,如果構(gòu)件 AB 是主動軸，那么在DC極位附近，AB只需要很小轉(zhuǎn)矩就可以產(chǎn)生巨大的帶動DC轉(zhuǎn)動的動力。,所以，在鉸鏈四桿機構(gòu)中（平行四邊形機構(gòu)除外），曲軸是主動軸時，不會出現(xiàn)死點。,靠飛輪的慣性(inertia of flywheel)如內(nèi)燃機、縫紉機

9、等。,死點避免措施：兩組機構(gòu)錯開排列(providing the duplicate linkage 90out of phase)，如火車輪機構(gòu);,平行四邊形機構(gòu)2,平行四邊形機構(gòu)1,If a rocker or a slider is the driver, a flywheel(飛輪) on the driven crank will be required to carry the mechanism through the dead point.,A flywheel on the driven crank is used to carry the mechanism through the dead point.,在一些情況下，由于死點的自鎖性能 self-locking(自鎖) feature(性能)，工程實踐當中還要利用它.,An example of the application of a dead point is the clamping device(夾具) on machine tools(機床).,飛機起落架機構(gòu) 在構(gòu)件CD上只要施加很小的轉(zhuǎn)矩就能防止它旋轉(zhuǎn)，起落架不會折回。,例1 飛機起