鉸鏈四桿機構的運動特性分析畢業(yè)論文

1、較鏈四桿機構的運動特性分析摘要：較鏈四桿機構不僅本身應用廣泛，而且是平面四桿機構、多桿機構的基 礎，同時為以后如凸輪等機構的學習打下必要的基礎。因此，我們要去了解、分 析較鏈四桿機構的運動特性。關鍵詞：較鏈四桿機構雙曲桿機構曲柄搖桿機構雙搖桿機構analyzing the characteristic movement of four bar mechanismabstract： in all kinds of mechanism type, characteristics of linkage mechanism with diverse structures and diverse pro

2、perties. they were divided into the crank rocker mechanism, double crank mechanism, a double rocker mechanism etc. four bar linkage mechanism is widely used or planar four bar mechanism, multi bar mechanism foundation, a solid foundation for the later cam mechanism of learning and lay, so we need to

3、 analysis of the movement characteristics of four bar linkage is know.keywords： hinge four bar mechanism, double crank mechanism, a double rocker mechanism, a crank rocker mechanism.緒論1. 平面連桿機構的發(fā)展現狀19世紀以來，以幾何圖解法為主導的徳國機構學學派曾對連桿機構的研 究做出了巨人的貢獻，其研究成果長期長期處于世界領先地位。二次世界人 戰(zhàn)后，借助于計算機技術的發(fā)展，使連桿機構在生產實際中的應用又有了新 的

4、突破，開辟了很多的分支。在平面連桿機構中最基本的形式為四桿機構， 關于四桿機構的分析己進行了不少研究工作。但是不論在運動學及力學方 而，四桿機構仍有進一步研究成呆的必要。至于五桿以上的多桿機構，冃前 的工作述很不完善。四桿機構雖然結構形式簡單，而且應用廣泛，但其所能 實現的功能也比較簡單，隨著機械白動化、機械手、機器人的發(fā)展，人們對 機構所需要的運動特性及動力特性有更高的要求，在國際上也十分注重這方 面的工作。連桿機構是t程實際中應用最廣泛的機構，是組成各種機械系統(tǒng) 的基礎，如活塞發(fā)動機，各種紡織機械、印刷機械等，因此連桿機構的研究 一直是機構學領域屮的研究重點。2. 連桿機構分析的歷史與現狀

5、連桿機構分析著重在于連桿機構學、運動學及動力學特性的研究，揭示連桿機構的結構組成、運動學與動力學規(guī)律及其相互關系，用于現有機械系 統(tǒng)的性能分析與改進。連桿機構的運動分析在連桿機構中占有重要的地位， 因此本文著重介紹連桿機構運動學分析的發(fā)展情況。連桿機構的運動學分析 包括三個方面的內容：位置分析、速度分析和加速度分析。連桿機構運動學 分析的基礎是理論力學中的運動學，它的研究歷史較早，經過了兒代學者們 的努力，現已形成了較為成熟的連桿機構分析的理論與方法。1鈔鏈四桿機構的基本形式1.1定義：全部用轉動副相連的平面四桿機構，它是平面四桿機構的基本形式。 它由機架、連桿、連架桿、曲柄、搖桿組成，如圖1

6、-1。其中固定不動的桿4稱 為機架；與機架相連的桿1和桿3稱為連架桿；不與機架相連的桿2稱為連桿。 在連架桿中能繞固定軸線整周冋轉的構件稱為曲柄，只能在某一角度范圍內擺動 的構件稱為搖桿。圖1-1較鏈四桿機構在較鏈四桿機構中， 雙搖桿機構。可以吧較鏈四桿機構分為曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、1.2曲柄搖桿機構定義：在餃鏈四桿機構中，若兩個連架桿屮，一個為曲柄，另-個為搖桿, 則此錢鏈四桿機構稱為曲柄搖桿機構。圖1-2所示：應用：在曲柄搖桿機構中，當曲柄為主動件時，可將曲柄的連續(xù)冋轉運動轉 換成搖桿的往復擺動。如雷達天線俯仰角調整機構。當搖桿為主動件時，可將搖 桿的往復擺動轉換成曲柄的連續(xù)冋轉運動，

7、如縫紉機踏板機構。圖1-2曲柄搖桿機構1.2.1急回運動如圖1-3所示：當曲柄搖桿機構中，1111柄雖作等速轉動，而搖桿擺動時空回行程的 平均速度卻大于工作行程的平均速度，這種性質稱為機構的急冋特性。圖1-3曲柄搖桿機構的急回特性當曲柄由位置ab】順時針轉到位置ab?時，曲柄轉角0=180+0,這時搖桿由 極限位置c.d擺到極限位置gd,搖桿擺角為屮；而當曲柄順時針再轉過角度 ©二180-&時，搖桿由位置c?d擺冋到位置gd,其擺角仍然是鴨。雖然搖桿來冋 擺動的擺角相同，但對應的曲柄轉角卻不等s>©）；當加柄勻速轉動時，對應的 時間也不等（z,這反映了搖桿往復

8、擺動的快慢不同。令搖桿口 gd擺至c?d 為工作行程，這時錢鏈c的平均速度是qgg/加 擺桿自c?d擺凹至c】d為空回 行程，這時c點的平均速度是0cg/切表明搖桿具有急回運動的特性。 牛頭創(chuàng)床、往復式運輸機等機械利用這種急回特性來縮短非生產時間，提高生產 率。急回運動特性可用行程速比系數k表示，即180° +&180°式屮，0為搖桿處于兩極限位置時，對應的曲柄所夾的銳角為極位夾角。將上式整理后，可得極位夾角的計算公式:由以上分析njll：極位夾角&越大，k值越大，急回運動的性質也越顯著。但機構運動 的平穩(wěn)性也越差。因此在設計時,應根據其工作要求，恰當地選擇

9、k值,在一般機械中1vkv2。122壓力角和傳動角壓力角：在平面連桿機構中不計摩擦和構件的慣性的情況下，機構運動時從動件所受 的驅動力的方向線與該力作用點的速度方向線之間的夾角。在曲柄搖桿機構中 （圖1）,主動件通過連桿作用在搖桿上的力p沿bc方向，力作用點c的速度vc 的方向垂直cd,這兩方向線所夾的角a為壓力角。壓力角a越大，p在v方向 能作功的有效分力就越小，傳動越怵i難。壓力角的余角y稱為傳動角。機構的 壓力角或傳動角是評價機構動力學指標之一，設計機構時應限制其最人壓力角或 最小傳動角。生產實際屮往往要求連桿機構不僅能實現預期的運動規(guī)律，而且希 望運轉輕便、效率高。圖1-4所以壓力角是

10、反映機構傳力效果好壞的一個重要參 數。一般設計機構時都必須注意控制最大壓力角不超過許用值。圖1-4壓力角傳動角：在實際應用屮，為度量方便起見，常用壓力角的余角/來衡量機構傳力性能 的好壞，x稱為傳動角。顯然/值越人越好，理想情況是/二90度。公式r=90°-a傳動角r就是連桿和搖桿之間所夾的角。傳動角1越大，機構的傳力性能就 越好。反之，傳動角越小，機構傳力效率低，費力。于機構在運動中，壓力角 和傳動角的大小隨機構的不同位置而變化。/角越大，則q越小，機構的傳動性 能越好，反z,傳動性能越差。為了保證機構的正常傳動，通常應使傳動角的最 小值人訃大于或等于其許用值刃。一般機械，推薦刃二

11、40。50。o1.3雙曲柄機構定義：在較鏈四干機構中，兩個連架桿均能做整周的運動，則該機構稱為雙 曲柄機構。應用：攝影平臺升降機構、機車車輪聯(lián)動機構、車門開閉機構等。運動轉變:勻速轉動一急回特性的運動.1-5平行雙曲柄機構1.4雙搖桿機構定義：対根連架桿均只能在不足一周的范圍內運動的餃鏈四桿機構稱為雙搖 桿機構。應用：港口用起重機吊臂機構、鶴式起重機的變幅機構、風扇搖頭機構。圖1-6雙搖桿機構參考文獻1劉江南、郭克希主編,機械設計基礎(第二版)，湖南大學出版社，2009 年。2濮良貴主編，機械設計(第五版)，高等教育出版社，1989年。3徐瀛主編，機械設計手冊，機械工業(yè)出版社，1991年。4郭仁生主編，機械設計基礎，清華大學出版社，2001年。楊可楨，程光蘊，李仲生機械設計基礎恥北京：高等教育出版社,2006(5) 6鄒慧君等機械原理北京:高等教育出版社，1999(3)于賀憲平面四桿機構的工作特性