正文 第三章 平麵連杆機構(1 / 3)

平麵連杆機構是由若幹個剛性構件用低副連接,且各構件均在相互平行的平麵內運動的機構。它能實現多種運動形式的變換及特殊曲線的運動軌跡,並可以增力,擴大從動件的行程或作較遠距離的動作控製等。

平麵連杆機構廣泛應用於機械和儀器中,其顯著特點是運動副均為低副,麵接觸,壓強較小,且易於潤滑,故磨損小。同時,接觸麵為圓柱麵或平麵,易於加工並能獲得較高的製造精度。另外低副以其本身幾何形狀實現約束,無須添加其它附件。

但是,平麵連杆機構難以準確地賣現任意運動規律,尤其實現複雜運動時,其構件及運動副數均需增多,因此製造誤差的積累必然影響運動精度,甚至難以實現預期的運動要求。

平麵連杆機構中最基本的是四杆機構,本章著重研究它的類型、特點及應用,並分析其內在聯係及演變,介紹機構的運動簡圖參數的設計;其設計方法有圖解法、解析法和實驗法,這裏側重介紹圖解法。

3-1鉸鏈四杆機構的類型及應用

一、曲抦播杆機構

在鉸鏈四杆機構中,若兩連架杆一為曲柄,一為搖杆,則稱之為曲抦搖杆機構。這種機構一般曲柄為主動件,作連續整周轉動,從動件搖杆往複擺動。

二、雙曲柄機構

在鉸鏈四杆機構中,若兩個連架杆均為曲柄,則稱為雙曲柄機構。其特點是:出主動曲抦等角速轉動時,從動曲柄同向轉動。由於從動曲柄作變速轉動,使篩5具有較大變化的加速度,利用此慣性作用篩選物料。在雙曲柄機構中,當相對兩構件平行且相等時,則構成平行雙曲抦機構或稱平行四邊形機構。此機構有兩個最重要的運動特性:其一,兩曲柄角速度相等,轉向相同,其二,連杆始終與機架平行,即作平動,連杆上各點具有相同的軌跡,都是以曲柄為半徑的圓。精紡機綱領升降板聯動機構等,均屬此類。

三、雙搖杆機構

鉸鏈四杆機構中,若兩連架杆均為搖杆,則稱之為雙搖杆機構。當搖杆CD擺動時,搖杆AB隨之擺動,使連杆上E點的軌跡進擬為直線,這樣被吊重物近似水平移動,避免了不必要的升降而耗功。電動機本身AB為搖杆,作整周轉動的蝸輪為連杆BC,CD為另一搖杆。某細紗機牽伸裝置上的搖架鎖緊機構,AB和CD為兩搖杆,該機構加壓,操作方便,搖架後部尺寸應盡可能小,便於更換粗紗和清潔工作。

3-2鉸鏈四扞機構的曲柄存在條件和幾個基本概念

一、鉸鏈四杆機構有曲柄的條件

如前所述,在鉸鏈四杆機構中,連架杆可整周轉動或擺動,亦即可為曲柄'或搖杆。那麼具備什麼條件四杆機構中才有曲柄呢?若構件1能整周轉動,即A,B均為周轉副,C,D為擺轉副,則AB與ZD可實現拉直和重疊共線的兩個特殊位置,如圖虛線和點劃線所示,分別構成兩個三角形。

由上述各式可知,鉸鏈四杆機構具有曲柄的條件為

連架杆和機架中必有一構件為最短構件;

最短構件與最長構件的長度之和小於或等於其它兩構件長度之和。綜上所述,考察鉸鏈四杆機構有無曲柄首先看是否滿足條件,這樣又可將鉸鏈四杆機構分成兩類。其一是不滿足條件,這類運動鏈所有轉動副均為擺轉副,因此取任一構件作機架皆為雙搖杆機構;其二是滿足條件,最短構件上有兩個周轉副,但該構件所處位置不同而得的鉸鏈四杆機構亦不同,隻有再滿足條件時才有曲抦,否則也沒曲柄,電動機裝在搖杆上,傳動蝸輪,迫使BC繞B轉動,實現電扇往複擺動,該機構是雙搖杆機構。

二、急回特性和行程速比係數

曲柄搖杆機構,設曲柄AB在轉一周的過程中,兩次與連杆BC共線。此時搖杆分別位於兩個極限位置C,D和C2D。曲抦與連杆兩次共線位置時,曲柄相應兩位置所夾的銳角稱為極位夾角。

通過上述分析表明:當曲柄搖杆機構在運動過程中出現極位夾角時,則機構便有急回特性。0角愈大,X愈大,機構的急回運動特征愈顯著。反之,0愈小,K愈小。這表明有無急回的特征關鍵是機構運動過程中有無極位夾角。

三、鉸鏈四杆機構的傳動角和死點

壓力角和傳動角

曲柄搖杆機構中,若不考慮構件慣性力和運動副中摩擦力的影響,則當曲柄AB主動件,並通過連杆傳給從動件CD的沿方向時,它可分解為沿點C速度方向的分,和沿CD方向的分P,其中P隻能使鉸鏈C3-14曲柄搖扡機構的壓力角和傳動角和D產生徑向壓力,增大摩擦力,而則是推動從動件CD運動的有效分力。速度方向之間所夾的銳角,稱為機構在此位置時的壓力角;當連杆與搖杆所夾角為銳角時,常用V來衡量機構的傳動質量。而機構運轉時,其傳動角的大小是變化的。為保證機構傳力良好,對於高速和大功率傳動的機械取=50。