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1、机电一体化-机械设计平面四杆机构的基本特性,这个“牛头刨床”具有那些基本特性?,1.存在能够转动的曲柄2.急回特性3.压力角4.死点位置,当B达时B2,C达极限点C2,此时有:L1+L2 L3+L4 (1)当B达B1时:C达C1点,此时有:,L3L2-L1 +L4 (2) L4L2-L1 +L3 (3) 三式联立得:,以曲柄摇杆机构(设AB为转动曲柄、AD为机架)为例,分析杆长关系:,2-2 平面四杆机构的基本特性,一、铰链四杆机构有整转副的条件(曲柄存在条件),L1+L2 L3+L4 L1+L3 L2+L4 L1+L4 L2+L3,由此L1 L2、L1 L3、L1 L4,即:L1(转动)最小
2、,L2、L3、L4、 中必有一个为最大。,结论:整转副存在的充分必要条件:(1)最长与最短杆长度之和小于或等于其余两杆之和(杆长关系)(2)整转副是由最短杆及相邻的杆件组成(曲柄必为最短杆),是否存在曲柄?,什么情况下有曲柄?(曲柄存在条件)曲柄:具有整转副的连架杆。故推论1:当Lmax+Lmin L(其余两杆长度之和)时:以最短杆的邻边为机架曲柄摇杆,推论2:当Lmax+Lmin L (其余两杆长度之和)时:连架杆中没有整周转动副双摇杆,以最短杆本身为机架双曲柄,以最短杆的对边为机架双摇杆,例:已知:AD为机架,lBC=50mm,lCD=35mm,lAD=30mm,,若机构分别为:曲柄摇杆,
3、AB为曲柄、 双曲柄 、双摇杆机构时,求lAB的范围。解:,1.设lAB30,,lAB +5030+35,,0 lAB 15mm,2.当30 lAB 50时,,30+50 lAB+35,,45 lAB 50,当 lAB 50时,,30+lAB50+35,,50 lAB 55,即:45mm lAB 55mm,3.双摇杆:满足杆长条件,且最短杆为连杆,lAB +5030+35, 15 lAB30,若30 lAB 50:,30+50 lAB+35,30 lAB 45,若50lAB115:,30+lAB35+50, 55 lAB 115,即:15mm lAB45mm,或 55mm lAB115mm,若
4、lAB30:,(与题意不符!),不满足杆长条件。,请观察:,急回特征用从动件行程速度变化系数K表示:,二、急回特性,雷达天线机构 牛头刨床,急回运动的原理曲柄AB等速转动,摇杆CD摆动,观察机构的运动:,当AB与BC两次共线时,输出件CD处于两极限位置。,曲柄转角:,对应时间:,C的速度:,),),曲柄摇杆机构,输出件的行程速度变化系数K:,回程速度v2与工作速度v1之比,具有急回特性的条件:,(1)原动件作等速整周转动、输出件作往复运动;,(2), =0、K=1, 无急回特性K,急回特征越显著,三、压力角与传动角,在不计摩擦力、重力、惯性力的条件下,从动件的受力方向与该点的运动方向所夹的锐角 。,压力角 :, ,受力越好, ,受力越好,有用力无用力,例:找出下列机构的压力角,F,v,死点:当连杆与从动件共线时(传动角为零 =0)。,四、死点位置,原因:没有使从动曲柄转动的力矩,即:MF L0,此时机构: 不动(卡死), 运动不确定!,例:家用缝纫机,如何克服死点?,克服死点措施:利用惯性力施加一外力,例:1.飞机起落架机构,死点位置的利用,2.折叠桌台,