鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件

1、 2-2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性 運(yùn)動(dòng)特性 傳力特性 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件一. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件一.整轉(zhuǎn)副：兩構(gòu)件能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)360的轉(zhuǎn)動(dòng)副。二.研究整轉(zhuǎn)副之目的：具有整轉(zhuǎn)副的鉸鏈四 桿機(jī)構(gòu)才可能存在曲柄。三.具有整轉(zhuǎn)副的條件: 取決于各桿的相對(duì)長(zhǎng)度。四.獲得鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本型式的方法圖213。一. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)圖2-13具有整轉(zhuǎn)副的條件圖2-13具有整轉(zhuǎn)副的條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈

2、四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件曲柄整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿搖（擺）桿往復(fù)擺動(dòng)的連架桿曲柄整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿搖（擺）桿往復(fù)擺動(dòng)的連架桿注意觀察運(yùn)動(dòng)鏈各構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。注意觀察運(yùn)動(dòng)鏈各構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件ACDB該機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)整轉(zhuǎn)副A、B(能整周轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副）兩個(gè)擺動(dòng)副C、D(只能作擺動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副）ACDB該機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)整轉(zhuǎn)副A、B(能整周轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副）兩個(gè)ACDB具有兩個(gè)整轉(zhuǎn)副的條件?adcb設(shè)：各桿長(zhǎng)

3、a,b,c,d.ACDB具有兩個(gè)整轉(zhuǎn)副的條件?adcb設(shè)：各桿長(zhǎng)a,b,c,ACDBadcba+b c+d曲柄與連桿拉直共線ACDBadcba+b c+d曲柄與連桿拉直共線ACDBadcba+bc+dc d+ b-ad c + b-ac+ a d+ b；d + a c + b曲柄與連桿重疊共線ACDBadcba+bc+dc d+ b-ac+ a ACDBadcbc+ a d+ b；d + a c + bACDBadcba+b c+d以上各式兩兩相加得： a b ；a c ；a d。ACDBadcbc+ a d+ b；ACDBadcba+ACDBadcbb + a c+dc+ a d+ b；d

4、+ a c + bACDBadcba b ；a c ；a d。1，具有兩個(gè)整轉(zhuǎn)副的構(gòu)件為機(jī)構(gòu)中的最短桿；2，最短桿與最長(zhǎng)桿之和小于或等于其它兩桿之和。ACDBadcbb + a c+dACDBadcba ACDBadcbACDBadcb1，最短桿與最長(zhǎng)桿之和小于或等于其它兩桿之和(稱為桿長(zhǎng)之和條件）。2，具有兩個(gè)整轉(zhuǎn)副的構(gòu)件為機(jī)構(gòu)中的最短桿；（即整轉(zhuǎn)副在最短桿上，且成對(duì)出現(xiàn)）機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)整轉(zhuǎn)副的條件ACDBadcbACDBadcb1，最短桿與最長(zhǎng)桿之和小于或獲得鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本型式的方法獲得鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)1，有整轉(zhuǎn)副存在2，最短桿為連架桿或機(jī)架 曲柄存在條件1，有整轉(zhuǎn)副存在 曲柄存在條件AD

5、CB 若以BC構(gòu)件為機(jī)架，觀察各轉(zhuǎn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)已知：最短桿與最長(zhǎng)桿之和小于或等于其它兩桿之和ADCB 若以BC構(gòu)件為機(jī)架，已知：最短桿與最長(zhǎng)桿之和鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件A,B 仍為整轉(zhuǎn) 副C,D仍為擺動(dòng)副ACDBA,B 仍為整轉(zhuǎn) 副C,D仍為擺動(dòng)副ACDBACDB運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)不隨機(jī)架變更而改變 低副運(yùn)動(dòng)的可逆性。ACDB運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)不隨機(jī)架變更而改變ACDBAD（或BC）為機(jī)架得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ACDBAD（或BC）為機(jī)架得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ACDBAB為機(jī)架得雙曲柄機(jī)構(gòu)

6、ACDBAB為機(jī)架得雙曲柄機(jī)構(gòu)ACDBDC為機(jī)架得雙搖桿機(jī)構(gòu)ACDBDC為機(jī)架得雙搖桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)型式判別表?xiàng)U長(zhǎng)關(guān)系機(jī)架條件 機(jī)構(gòu)型式 最短桿+最長(zhǎng)桿其余兩桿之和 最短桿為連架桿 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 最短桿為機(jī)架 雙曲柄機(jī)構(gòu) 最短桿為連桿 雙搖桿機(jī)構(gòu) 最短桿+最長(zhǎng)桿其余兩桿之和任一桿為機(jī)架 雙搖桿機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)型式判別表?xiàng)U長(zhǎng)關(guān)系機(jī)架條件 機(jī)構(gòu)型式 最短桿+最課堂練習(xí)練習(xí)1：1)判斷該機(jī)構(gòu)有無(wú)整轉(zhuǎn)副?2)分別以AB 、BC、DC 、AD為機(jī)架,能得到什么類型的機(jī)構(gòu)?407090110ABCD練習(xí)2：如圖，已知：a=70, b=90, d=40; 問(wèn)c 取何值時(shí)，該機(jī)構(gòu)為雙

7、曲柄機(jī)構(gòu)?(根據(jù)雙曲柄機(jī)構(gòu)存在條件)adcbABCD課堂練習(xí)練習(xí)1：407090110ABCD練習(xí)2：adcbA二.急回特性 (1) 急回運(yùn)動(dòng):當(dāng)曲柄AB為原動(dòng)件時(shí),從動(dòng)件搖桿在空回行程時(shí)產(chǎn)生急回。 (2) 極位夾角 (3) 行程速比系數(shù)K(描述急回運(yùn)動(dòng)特性)圖24 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件CBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdCBADdACDBacbdACDBacbdCBADdCBADdCBADdCBADdC2ADd機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)

8、極位B2C2ADd機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)極位B2ADdC2B2v2機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)極位ADdC2B2v2機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)極位BADdv2C2機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)極位BADdv2C2機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)極位BADdv2C2C2機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)極位BADdv2C2C2機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)極位BADdv2C2機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)極位BADdv2C2機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)極位BADdv2C2機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)極位BADdv2C2機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)極位ADdv2C12機(jī)構(gòu)的近極位C2B2B1擺角機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)極位搖桿處于兩極限位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的曲柄所夾的銳角極位夾角ADdv2C12機(jī)構(gòu)的近極位C2B2B1擺角機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)極ADdC1C2B2B1急回運(yùn)動(dòng)設(shè)：搖桿由C1DC2D為工作行程C2DC1D為空回行程搖桿由ADdC1C2B2B1急

9、回運(yùn)動(dòng)設(shè)：搖桿由C1DC2D為工作BADdC2V1C1BADdC2V1C1CBADdC2v22V1CBADdC2v22V1CBADdC2V1CBADdC2V1CBADdC2V1CBADdC2V1ACDacbdC2V1ACDacbdC2V1CBADdC2V1CBADdC2V1BADdC2V11 ( t1）B2B1C1工作行程時(shí)間：t1BADdC2V11 ( t1）B2B1C1工作行程時(shí)間：tADdC2B2v2空回行程ADdC2B2v2空回行程BADdv2C2BADdv2C2BADdv2C2BADdv2C2BADdv2C2BADdv2C2BADdv2C2BADdv2C2ADdv2C12 ( t2）

10、C2B2B1空回行程時(shí)間：t2ADdv2C12 ( t2）C2B2B1空回行程時(shí)間：tADdC2v22（ t2）V11（ t1）B2B1C1因?yàn)?（ t1） 2（ t2）；所以v2 v1，兩速度之比：k= v2 / v1=（s/t2）/（s/ t1）= t1/ t2 =(1800+)/(1800-).K為行程速比系數(shù)，或稱行程速度變化系數(shù)。弧長(zhǎng)SADdC2v22（ t2）V11（ t1）B2B1C1ADdC2v22（ t2）V11（ t1）B2B1C1行程速比系數(shù)k ，表示從動(dòng)件的空行程平均速度與其工作行程平均速度之比。k=(1800+)/(1800-).或= 1800(k-1)/(k+1).

11、ADdC2v22（ t2）V11（ t1）B2B1C1= 1800(k-1)/(k+1).= 1800(k-1)/(k+1).三. 壓力角和傳動(dòng)角 (描述傳力性能)(1) 定義壓力角-作用在從動(dòng)件上的驅(qū)動(dòng)力F與該力作用點(diǎn)絕對(duì)速度之間所夾的銳角。三. 壓力角和傳動(dòng)角ACDBl1l3l2l4圖2-7ACDBl1l3l2l4圖2-7CBADd作用在從動(dòng)件CD上的力FFCBADd作用在從動(dòng)件CD上的力FFCBADdVcFFFF沿C點(diǎn)速度Vc方向的投影F有效分力F沿從動(dòng)件DC方向的投影F無(wú)效分力CBADdVcFFFF沿C點(diǎn)速度Vc方向的投影F有CBADdVcFFFCBADdVcFFFCBADdVcFFF

12、F=FCos ; , FF=FSin ; , F 的值可衡量機(jī)構(gòu)傳力性能的好壞。CBADdVcFFFF=FCos ; , FCBADdVcF壓力角從動(dòng)件受力方向與受力點(diǎn)速度方向所夾的銳角。FFCBADdVcF壓力角從動(dòng)件受力方向與受力點(diǎn)速度方向CBADdVcF壓力角從動(dòng)件受力方向與受力點(diǎn)速度方向所夾的銳角。與壓力角互余的角稱為傳動(dòng)角。傳力性能好。FFCBADdVcF壓力角從動(dòng)件受力方向與受力點(diǎn)速度方向傳動(dòng)角連桿與搖桿CD之間所夾的銳角(是的余角)。傳力性能好鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件CBADd機(jī)構(gòu)的 ，隨機(jī)構(gòu)的位置變化。機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角min在哪里?CBADd機(jī)構(gòu)的 ，隨機(jī)構(gòu)的位置變化。CBADd

13、 與 對(duì)應(yīng)，當(dāng)B、D間的距離達(dá)到極值時(shí)， 有極值。CBADd 與 對(duì)應(yīng)，當(dāng)B、D間的距離達(dá)到極值CBADdminabcAB與AD內(nèi)共線時(shí)有min，其對(duì)應(yīng)的壓力角，傳動(dòng)角。CBADdminabcAB與AD內(nèi)共線CBADdminabcmin=arccos b2+c2-(d-a) 2/(2bc) = min CBADdminabcmin=arcCBADdmaxabcAB與AD外共線時(shí)有max，其對(duì)應(yīng)的壓力角，傳動(dòng)角。CBADdmaxabcAB與AD外共線時(shí)有mCBADdmaxabcmax=arcCos b2+c2-(d+a) 2/(2bc) = 1800-max CBADdmaxabcmax=arc

14、CosBCADdmaxabcmax=arcCos b2+c2-(d+a) 2/(2bc) = 1800-max CBADdminabcmin = arcCos b2+c2-(d-a) 2/(2bc) = min 外共線內(nèi)共線取與兩者中的較小值為最小傳動(dòng)角 min = ， minBCADdmaxabcmax=arcCosBCADdmaxabcCBADdminabc外共線內(nèi)共線最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線的兩位置之一。BCADdmaxabcCBADdmin位置的確定：曲柄與機(jī)架兩次共線的位置。min值：對(duì)于一般機(jī)械，通常取min40。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性課件四. 死點(diǎn)位置四. 死點(diǎn)位置ADCB圖2

15、5(縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)) ADCB圖25(縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)) ADCBADCBADCBADCBADCBADCBDCBADCBADCBADCBADCBADCBADCBADCBADCBADCBAADCBADCBADCBADCBADCBADCBACBDACBDDCBADCBADCBADCBADCBADCBADCBADCBACBDDAABCDD連桿BC與從動(dòng)件曲柄AB共線，機(jī)構(gòu)位于兩個(gè)死點(diǎn)位置。靠輪的慣性或手動(dòng)脫離死點(diǎn)位置。CBDDAABCDD連桿BC與從動(dòng)件曲柄AB共線，機(jī)構(gòu)位于兩搖桿為主動(dòng)件，且連桿與曲柄兩次共線時(shí)，此時(shí)機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng).或運(yùn)動(dòng)不確定。稱此位置為： 死點(diǎn)搖桿為主動(dòng)件，且連桿與曲柄兩次共線時(shí)，此時(shí)機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng).或運(yùn)ADBCFVB機(jī)構(gòu)在死點(diǎn)位置時(shí)，如果發(fā)生運(yùn)動(dòng)，其從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向不定。ADBCFVB機(jī)構(gòu)在死點(diǎn)位置時(shí)，如果發(fā)生運(yùn)動(dòng)，其從動(dòng)件運(yùn)死點(diǎn)位