机械传动四杆机构.ppt

《机械基础》 第三节 四杆机构 四杆机构： 具有四个构件（包括机架）的低副机构称为四杆机构。 平面连杆机构： 用低副（转动副或移动副）相互联接在同一平面内的若干刚性构件，称平面连杆机构。又称平面低副机构。 铰链四杆机构： 构件间用四个转动副连接起来的平面四杆机构称为铰链四杆机构，有移动副的称为滑块四杆机构。 一、铰链四杆机构 用四个转动副连接起来的四杆机构称为铰链四杆机构。是平面四杆机构中最基本的形式，其它四杆机构都可看作在它的基础上演化而来的。 在下图的铰链四杆机构中，固定不动的构件4称为机架，与机架相连的构件1、3称为连架杆，其中能作整周旋转的构件1称为曲柄，只能作往复摆动的构件3称为摇杆，不与机架直接相连的 杆3称为连杆。 铰链四杆机构三种基本型式 按连架杆中是否有曲柄存在分为三种基本型式： 1、曲柄摇杆机构：在铰链四杆机构中的两连架杆中，如一个杆为曲柄，另一杆为摇杆，称为曲柄摇杆机构。 2、双曲柄机构：铰链四杆机构中的两连架杆均为曲柄时(都能作整周旋转)，称为双曲柄机构。 3、双摇杆机构：铰链四杆机构中的两连架杆均为摇杆时，称为双摇杆机构。 1、曲柄摇杆机构： 曲柄摇杆机构：在铰链四杆机构中的两连架杆中，一个杆为曲柄，作整周旋转运动，另一杆为摇杆，作往复摆动。 图8-6 雷达天线俯仰机构 2、双曲柄机构： 双曲柄机构：在铰链四杆机构中的两连架杆均为曲柄，均能作整周旋转运动。 双曲柄机构应用举例： 双曲柄机构应用举例： 3、双摇杆机构 铰链四杆机构中的两连架杆均为摇杆时，即两杆均作往复摆动时，为双摇杆机构。 举例1； 图8-14 港口起重机。 举例2； 图8-15 飞机起落架 3、双摇杆机构应用举例 港口起重机。 二、铰链四杆机构的几个基本问题 1、曲柄存在的条件 铰链四杆机构由上述三种型式， 问满足什么条件是曲柄摇杆机构？ 问满足什么条件是双曲柄机构？ 问满足什么条件是双摇杆机构？ 要成为曲柄摇杆机构，必须满足下列条件； ① 曲柄是最短的构件； ② 最短构件与最长构件长度之和小于或等于其余两构件的长度之和。 在满足上述条件得下列结论： ① 取最短杆相邻的构件为机架时，最短杆为曲柄，此机构为曲柄摇杆机构； ② 取最短杆为机架时，两连架杆均为曲柄，此机构为双曲柄机构； ③ 取最短杆相对的构件为机架时，两连架杆都不能作整周旋转，此机构为双摇杆机构； ④ 若最短构件与最长构件长度之和大于其余两构件的长度之和，无论取何杆为机架，均为双摇杆机构。 例题 三、其他形式的四杆机构 1、曲柄滑块机构 2、摇块机构 3、定块机构 4、摆动导杆机构 四、平面四杆机构的基本特性 1、机构的死点位置 摇杆3为主动件，曲柄1为从动件，当摇杆摆动到极限位置C1D或C2D时，连杆与曲柄共线，这时连杆作用于从动件曲柄的力通过转动中心，因此不能使曲柄产生转动，机构这种位置称为死点位置。 机构处于死点位置时，从动件或被卡住，或转向不确定。 如何顺利通过死点位置？ 1）利用机构的惯性作用，使机构通过死点位置，一般借助于飞轮。 2）采用多组机构交错排列的方法； 3）多缸发动机。 2、机构急回特性 曲柄1为主动件作等速转动，摇杆3为从动件作往复摆动。曲柄1在转动一周的过程中，两次与连杆2共线，此时摇杆的两相应位置C1D、C2D为摇杆左右极限位置，摇杆左右极限位置间的夹角ψ称为摇杆的摆角。 机构急回特性 当曲柄顺时针由AB1位置转至AB2位置时，曲柄转角Φ1=180°+θ，而摇杆从位置C1D到位置C2D，其摆角为ψ，当曲柄顺时针由AB2位置转至AB1位置时，曲柄转角Φ2=180°-θ，而摇杆从位置C2D到位置C1D，其摆角仍为ψ。因为曲柄是作等速转动，且Φ1Φ2，相应的转动时间T1T2，所以摇杆往复摆动的快慢不等。通常，以摆动慢的作为工作行程，以摆动快的作为空回行程，这就是曲柄摇杆机构的急回特性。 3、压力角和传动角 P176图13-40为例说明曲柄摇杆机构的压力角； 曲柄1为主动件，曲柄通过连杆作用于摇杆的力F是沿BC方向的。将力F作正交分解，分力Ft沿C点线速度方向，分力Fn沿摇杆方向。分力Ft产生的力矩使摇杆摆动，称为有效分力，分力Fn只能使运动副中的摩擦增大，称为有害分力。 压力角：作用于从动件上的驱动力F与该力作用点速度方向V之间的夹角α，称为压力角。并且有压力角越小，有效分力越大而有害分力越小，机构的传力性能越好。 传动角：压力角的余角γ称为传动角。 在机构工作过程中，传动角的大小是变化的，为