四杆机构、凸轮机构

1、平面四杆机构 平面四杆机构的工作特性平面四杆机构的工作特性(1)曲柄存在条件(2)急回特征(3)死点连杆连杆连架杆连架杆连架杆连架杆1234ABCD当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有急回特征急回特征极位夹角：极位夹角： 急回特性分析：急回特性分析： 1 = C 1 = 1 t1 =1800 + 2 = 1 t2 =1800 - t1 t2 , v2 v1 行程速比系数行程速比系数K K (2) 急急回特征回特征K=1, 无急回特性无急回特性 K急回特征越显著急回特征越显著1jB2C212v2v1 0021211212211218

2、0180tttCCtCCvvK/11180 KK 慢快v急回特性的应用例：急回特性的应用例：牛头刨牛头刨工作要求工作要求B1C14ABCD231 死点死点: :传动角为零传动角为零g g=0(=0(连杆与从动件共线连杆与从动件共线),),机构顶死机构顶死(3) 死点死点 M=F*LB1C1B2C24ABCD231Fvg=00Fvg=00g=00C2B2g=00BACB1C2、死点（止点）摇杆：主动件，连杆与从动曲柄共线。 1= 2=90使机构处于停顿 运动不确定状态（反向转动）。如何避免：机构错位排列。机车轮加飞轮，利用惯性通过。缝纫机用外力。利用死点工作：飞机起落架：承受降落时地面对它的冲击

3、力。3、自锁现象由于摩擦，无论驱动力（力矩）多大，都不能使原来不动的机构，产生运动的现象。钻孔夹具：夹紧凸轮机构组成凸轮机构组成 由三个构件组成的一种高副机由三个构件组成的一种高副机构构 凸轮：凸轮：具有曲线轮廓或凹槽的具有曲线轮廓或凹槽的构件构件 推杆推杆/ 从动件从动件，运动规律由凸轮，运动规律由凸轮廓线和运动尺寸决定廓线和运动尺寸决定 机架机架推杆凸轮二、推杆常用运动规律二、推杆常用运动规律1 等速运动2 等加速等减速运动3 摆线运动 注意：注意： 为便于理解各种运动规律特性为便于理解各种运动规律特性, 本章将运动规律单独应用本章将运动规律单独应用于推程或回程于推程或回程1 等速运动等速

4、运动一次多项式运动规律一次多项式运动规律推程推程(00) 运动方程：运动方程： 位移方程：位移方程： 速度方程：速度方程： 加速度方程：加速度方程： 运动线图运动线图 冲击特性：冲击特性：始点、末点刚性冲始点、末点刚性冲击击 适用场合：适用场合：低速轻载低速轻载hs 0 0v 0a 0- Displacement VelocityAcceleration 0 /hs 0 /hv 0a+ 等速运动等速运动（续）（续）回程回程(00) 运动方程：运动方程： 位移方程：位移方程： 速度方程：速度方程： 加速度方程：加速度方程： 运动线图运动线图 冲击特性：冲击特性：始点、末始点、末点刚性冲击点刚性冲

5、击 适用场合：适用场合：低速轻载低速轻载01 /hs/0 hv0as 0v 0a 00- + - 0hDisplacement VelocityAcceleration 2 等加速等减速运动等加速等减速运动二次多项式运动规律二次多项式运动规律 推程推程 运动方程运动方程:运动线图运动线图冲击特性：冲击特性：起、中、末点柔性冲起、中、末点柔性冲击击适用场合：适用场合：低速轻载低速轻载2022 hs 20202 )(hhss 00v 0a 0h/2h/20/20/2h204 hv 2024 ha 2004 )(hv2024 ha(00/2)(0/20)加速段加速段减速段减速段位移方程位移方程速度方

6、程速度方程加速度方程加速度方程3 摆线运动摆线运动正弦加速度运动正弦加速度运动推程推程 运动方程：运动方程： 运动线图运动线图 冲击特性：冲击特性：无冲击无冲击 适用场合：适用场合：高速轻高速轻载载avj0 j00 1 2 3 4 5 6 7 8shA2phj0 00221 p p p p sinhs0021 p p coshv020222 p p p psinha三、选择运动规律应注意的问题三、选择运动规律应注意的问题 实际使用时实际使用时, 推程或回程的运动规律可采用单一运动规律推程或回程的运动规律可采用单一运动规律,也可以将几种运动规律复合使用也可以将几种运动规律复合使用1. 当机械的工

7、作过程只要求推杆实现一定的工作行程，而对当机械的工作过程只要求推杆实现一定的工作行程，而对运动规律无特殊要求时，主要考虑动力特性和便于加工运动规律无特殊要求时，主要考虑动力特性和便于加工 低速轻载时，便于加工优先；低速轻载时，便于加工优先； 速度较高时，动力特性优先。速度较高时，动力特性优先。2. 当机械的工作过程对推杆运动规律有特殊要求时：当机械的工作过程对推杆运动规律有特殊要求时： 转速较低时，首先满足运动规律，其次再考虑动力特性和转速较低时，首先满足运动规律，其次再考虑动力特性和加工加工 转速较高时，兼顾运动规律和动力特性，采用组合运动转速较高时，兼顾运动规律和动力特性，采用组合运动凸轮常用材料和结构一、常用材料及热处理 凸轮与从动件接触应力大，相对滑动时易产生严重磨损；多数工作时承受冲击载荷。因此要求凸轮机构的材料表面高硬度，芯部有较好的韧性。1、低速、轻载凸轮：HT250、HT300、QT800-2、QT900-2。球铁表面可淬火。从动件：优质碳素结构钢 45 ；合金结构钢 40Cr等。高副端表面淬火4050HRC。2、中速、中载凸轮：15、45、 40Cr、 20Cr、 20CrMnTi等。从动件： 20Cr等低碳合金钢。如用低碳钢则需渗碳淬火5662HRC，渗碳层深0.81.5mm。3、高速、重载凸轮： 40Cr等中碳合金钢。表面高频