平面連桿機(jī)構(gòu)-滑塊四桿機(jī)構(gòu)工作特性

平面四桿機(jī)構(gòu)的幾個工作特性構(gòu)件具有整轉(zhuǎn)副的條件四鉸鏈機(jī)構(gòu)中構(gòu)件具有整轉(zhuǎn)副的條件在機(jī)構(gòu)中，具有整轉(zhuǎn)副的構(gòu)件占有重要的地位，因?yàn)橹挥羞@種構(gòu)件才能用電機(jī)等連續(xù)轉(zhuǎn)動裝置來帶動。如果這種構(gòu)件與機(jī)架相鉸接(亦即是連架桿)，則該構(gòu)件就是一般所指的曲柄。機(jī)構(gòu)中具有整轉(zhuǎn)副的構(gòu)件是關(guān)鍵性的構(gòu)件。在圖的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，假設(shè)各個構(gòu)件的長度分別為a、b、c和d，而且a＜d。在曲柄AB轉(zhuǎn)動一周的過程中，曲柄AB必定與連桿BC有兩個共線的位置（曲柄轉(zhuǎn)至B1，B2處）。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的幾何關(guān)系根據(jù)三角形兩邊之和大于第三邊的幾何定理，由△AC2D有c+d＞a+b由△AC1Db-a+d＞cb-a+c＞d

將以上三式進(jìn)行整理，并且考慮可能存在四桿共線時取等號的情況，得到a+b≤c+da+c≤b+da+d≤b+c將以上三式兩兩相加，經(jīng)過化簡后得到a≤ba≤ca≤d可見，曲柄1是機(jī)構(gòu)中的最短桿，并且最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其余兩桿長度之和，我們把這種桿長之和的關(guān)系簡稱為桿長之和條件?！纠吭谙聢D所示四鉸鏈機(jī)構(gòu)中，已知：b＝50mm，c＝35mm，d＝30mm，AD為固定件。

(1)如果能成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB是曲柄，求a的極限值。

(2)如果能成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求a的取值范圍。

(3)如果能成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求a的取值范圍。

解：

(1)若能成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，則機(jī)構(gòu)必須滿足“桿長之和的條件”，且AB應(yīng)為最短桿。因此

b+a≤c+d 50+a≤35+30所以 a≤15mm四鉸鏈機(jī)構(gòu)(2)若能成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)滿足“桿長之和的條件”，且AD必須為最短桿。這時，應(yīng)考慮下述兩種情況：①a≤50mm時，BC為最長桿，應(yīng)滿足

b+d≤a＋c 50+30≤a+35所以 a≥45mm 45mm≤a≤50mm②a＞50mm時，AB為最長桿，應(yīng)滿足

a+d≤b+c

a+30≤50+35所以 a≤55mm 50mm＜a≤55mm將兩種情況下得出的結(jié)果綜合起來，即得a的取值范圍為

45mm≤a≤55mm(3)若能成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)該不滿足“桿長之和的條件”。這時，需按下述三種情況加以討論：①a＜30mm時，AB為最短桿，BC為最長桿，則應(yīng)有a+b＞c+da+50＞35+30所以 a＞15mm15mm＜a＜30mm(a)②50mm＞a≥30mm時，AD為最短桿，BC為最長桿，則應(yīng)有d+b＞a+c30+50＞a+35所以a＜45mm30mm≤a＜45mm(b)③a＞50mm時，AB為最長桿，AD為最短桿，則應(yīng)有a+d＞b+ca+30＞50+35

所以a＞55mm

另外，還應(yīng)考慮到BC與CD桿延長成一直線時，需滿足三角形的邊長關(guān)系(一邊小于另兩邊之和)，即a＜b+c+d=50+35+30所以a＜115mm即55mm＜a＜115mm(c)