机械设计基础-第三节 (2)

第三节 平面四杆机构曲柄存在的条件和几个基本概念,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,The end,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,曲柄存在条件,在铰链四杆机构中，有的构件是能作整周回转的曲柄，有的构件是仅作摆动的摇杆。这是因为当运动副形式和构件数目确定后，构件的长度是决定机构形式的内在因素，当构件长度的变化超过一定界限时，就发展成为另一类的机构。,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,当杆AB转动到图(a)位置时，由于BC和CD 已拉成一直线，因此杆AB就无法再继续逆时针方向转动。BD为最大。,当杆AB转到图(b)位置时，杆BC与CD已重叠为一直线，杆AB也无法顺时针方向转动。BD为最小。,如果出现上述两种情况，杆AB还继续转动，势必损坏整个机构。即杆AB 不能作整周转动，AB也就不是曲柄。,曲柄存在条件,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,曲柄存在条件,为了避免BC、CD拉直与重叠，使AB转动中止，必须使B、C、D三点始终成三角形。当BD为最大时，若BCD还存在，杆BC和CD就不会拉直共线（图中红线所示）；当BD为最小时，若BCD还存在，杆BC和CD就不会重叠共线（图中蓝线所示），因此若上述两个三角形均存在，就表示杆AB能作整周回转而成为曲柄。,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,设各杆长分别为a、b、c和d，则上述两个三角形存在的条件是三角形任意两边之和大于第三边，即,而,曲柄存在条件,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,将上述三式每两两相加，得,曲柄存在条件,四杆机构曲柄存在的必要条件为：,即上述两个条件必须同时满足时，才有可能存在曲柄。,由曲柄存在的必要条件，和变换不同构件作机架的演化方法，得出如下结论：,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,曲柄存在条件,当不满足杆长条件：,不论取哪一杆作为机架，则不可能有曲柄存在，均只能得到双摇杆机构(类) 。,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,曲柄存在条件,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,【例】根据图上注明的尺寸，判断每一个铰链四杆机构的类型。,(a) AD为最短杆，DC为最长杆，50+11070+60 ， 所以曲柄不存在，该机构为双摇杆机构(类)； BC不能整周回转；,(D) BC为最短杆，DC为最长杆，50+100 2， 为常数，因此t1 t2，故 11，机构就具有急回特性，故的大小也说明急回运动的程度，而且是设计机构的一个重要参数。,行程速度变化系数,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构：00，K1，有急回；,行程速度变化系数,对心曲柄滑块机构：00，K=1，无急回。但并不是说从动件正反行程都作匀速运动，只是其平均速度相等。,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,死点位置,如果以摇杆为主动件，曲柄为从动件，则当摇杆CD处于两极限位置CD和C/D时，连杆BC与曲柄AB共线，作用力F恰好通过曲柄的回转中心，此时压力角 900，传动角 00， 因此机构不能运动，机构的这种位置称为死点位置(dead point )。,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,死点位置,对于平行四边形机构，当曲柄与连杆共线时，传动角为零，同时整个机构的构件重合为一条直线，这时从动曲柄CD存在正、反转两种可能，机构运动不确定。,机构在死点位置时，从动件要么不动，要么运动不确定。显然对于传动机构来说，机构的死点位置是有害的。,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,克服死点位置方法,安装飞轮法,在从动件上安装转动惯量大的飞轮，利用飞轮的惯性作用，使机构闯过死点位置。,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,克服死点位置方法,相同机构错位排列,将两组相同的四杆机构错开900，当一组机构处于死点位置时， 另一组机构处于正常运转位置，这就便于机器启动和克服运动不 确定状态。,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,为消除机构运动的不确定状态，可以增加辅助构件EF，其曲柄半径EF=AB=CD，这个构件引入一个虚约束，对整个机构的自由度没有影响。,克服死点位置方法,利用虚约束,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,利用死点位置实例,钻床夹具,第三节 曲柄存在条件和基本概念,第二章 平面连杆机构,利用死点位置实例,落地后作用力不会使起落架