平面四桿機構的類型及應用

houbaomin0620

1  平面四桿機構的類型及應用

連桿機構的特點：優點：運動副單位面積所受的壓力小且面接觸受力小，便于潤滑，磨損小；制造方便。缺點：設計復雜誤差大。工作效率低。

平面四桿機構的基本類型——鉸鏈四桿機構

1、曲柄搖桿機構

（1）               曲柄：1作360°周轉運動，

（2）               搖桿：3作往復擺動，主動件可以為曲柄，也可以為搖桿。右面機構中搖桿的擺角為60°，作小于360的運動

（3）               連桿：連接曲柄與搖桿的桿件

(4)連架桿：連接機架與連桿的桿件。

曲柄搖桿機構：兩連架桿中一個為曲柄另一個為搖桿的鉸鏈四桿機構

雙曲柄機構：兩連架桿均為曲柄的鉸鏈四桿機構

雙搖桿機構：兩連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機構

平行四邊形機構

平行四邊形機構是雙曲柄機構的一個特例。組成四邊形對邊的構件長度分別相等。從動曲柄3和主動曲柄1的回轉方向相同，角速度時時相等

雙搖桿機構：

構件1和3都作往復擺動，一般主動搖桿作等速擺動，從動搖桿作變速擺動。

平面四桿機構的演化形式(Ⅰ)——含一個移動副的四桿機構

曲柄滑塊機構

正置曲柄滑塊機構

滑塊(slider)鉸鏈點的運動方位線通過曲柄轉動中心，滑塊動程(pitch)等于兩倍曲柄1的長度，無急回運動特性。主動件可以為曲柄，也可以為滑塊。

偏置曲柄滑塊機構

滑塊鉸鏈點的運動方位線不通過曲柄轉動中心，偏距(offset)為e,滑塊動程大于兩倍曲柄長度，有急回運動特性

導桿機構

轉動導桿機構

曲柄1和導桿3都能作360°周轉運動，主動曲柄作等速轉動，從動導桿作變速轉動，

擺動導桿機構

曲柄1作360°周轉運動，擺動導桿3作往復擺動，且有較大的急回運動特性

曲柄搖塊機構

移動導桿機構

構件2作往復擺動，構件4在滑塊中作往復移動。

2   平面連桿機構的工作特性

1、轉動副為整轉副的充分必要條件

急回運動和行程速比系數

原動曲柄轉動一周過程中，有兩次與連桿共線，即重疊共線和拉直共線，搖桿兩個極限位置分別為C1D和C2D。

曲柄AB以等角速度ω順時針轉過α1角由位置AB1轉到位置AB2，搖桿從C1D擺到C2D,擺角為φ，所需時間為t1，C點平均速度為V1。當曲柄繼續轉過角α2，搖桿從C2D返回到C1D, 所需時間為t2，C點平均速度為V2。

因為α1>α2，t1>t2，所以v1<v2，搖桿往復擺動的平均角速度不相等。為提高機械的工作效率，通常使慢速運動行程為工作行程（正行程），而快速運動行程為空回行程（反行程）。這種返回速度大于工作行程速度的運動性質稱為急回特性

行程速比系數

來表示。

壓力角與傳動角

在不計運動副中摩擦力、構件質量和慣性力的情況下，機構從動件受力方向Fc和受力點速度方向Vc所夾的銳角α，稱為機構在此位置的壓力角

houbaomin0620

連桿機構的設計 作者 009 來源 網絡 瀏覽 6327 發布時間 10/01/12 2 W8 d) d4 N5 }/ n' h  F 壓力角越小，機構的傳力性能越好，效率越高。 壓力角α的余角稱為傳動角γ，即γ+α=90o 在連桿機構中，為了度量方便，常用傳動角γ來衡量機構的傳力性能。傳動角是指連桿BC與從動件CD之間所夾的銳角。γ與α互余。   大多數機構在運動過程中，傳動角是變化的。為保證機構具有良好的傳動性能，一般規定機構的最小傳動角γmin≥40o，在傳遞較大力矩時，應使γmin≥50o。    在鉸鏈四桿機構ABCD中，當∠BCD為銳角時，γ=∠BCD；當∠BCD為鈍角時，γ=180o-∠BCD 死點：搖桿CD為主動件。當機構處于連桿與從動曲柄共線的兩個位置時，出現了傳動角γ=0o，壓力角α=90o的情況。主動件CD通過連桿作用于從動件AB的力恰好通過其回轉中心，不能使AB桿轉動，機構此位置稱為死點 飛機起落架機構 在機輪放下時，連桿BC桿與從動桿CD桿成一直線，機構處于死點位置，使降落更加安全可靠。 工件夾緊機構 工件被夾緊后，土黃色構件與分紅色從動構件成一直線，即機構在工件反力的作用下處于死點，可保證在加工時，工件不會松脫 3   連桿機構設計 已知：搖桿長度CD ，擺角φ，行程速比系數K 要求：設計曲柄搖桿機構 解：1、計算極位夾角θ           θ=180（K-1）/ （K+1） 2、任取一點D為搖桿固定鉸鏈中心，作等腰三角形C1C2D，兩腰長度等于CD，∠C1DC2=φ                                        3、以C1C2為一條邊，分別作∠O C1C2=∠OC2C1=90°_θ。以O為圓心，OC1為半徑作圓β 4、連接并延長C1D，交圓β于G點，連接并延長C2D，交圓β于F點。 圓弧C1F和GC2上任意一點A到C1和C2的連線的夾角∠C1AC2都等于極位夾角θ。曲柄軸心A點可在這兩段圓弧上選取 注意：曲柄軸心A不能在FG圓弧上選取，否則機構不滿運動連續性要求。 在C1F和GC2兩段圓弧上選取A點時，當A點越靠近F(或G)點時，機構最小傳動角將隨之減小。 5、A點選定后，四桿機構尺寸即確定。設曲柄長度為a，連桿長度為b,則 AC1=b-a AC2=b+a 所以：a=(AC2-AC1)/2        b=(AC1+AC2)/2 2）對于給定行程速比系數K和滑塊行程H時,可以用同樣方法求出曲柄滑塊機構 2) 對于擺動導桿機構,由于其導桿的擺角φ 剛好等于其極位夾角θ,因此,只要給定曲柄長度LAB (或給定機架長度LAC)和行程速比系數K就可以由右圖求得機構. ! q$ I4 [! R$ n# @1 i

mark91189

很詳細~謝謝

Michael0576

平行四邊形機構的雙曲柄機構   不存在‘死點’的吧

richardyangzhou

給力！！！

sammer

houbaomin0620 發表于 2013-12-19 16:35
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! l# V$ R. x8 v& u. f關于機械原理力的運動圖，可以查看該網站，不錯。
http://jdy.taru.edu.cn/jpkc/jxjgmxk/ElcHome/index.html
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richardyangzhou

機械原理里面的//？？

月yueniao

看看！謝謝！

阿強加油

很好啊，和我們書上講的差不多

linfeng163

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