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【课程】河南广播电视大学_机械设计基础25_6.4

2015-07-07  百眼通

6.4  平面四杆机构的传动特性
想一想:

 1.你见过牛头刨床吗?牛头刨床主机构工作行程的速度和回程速度一样吗?牛头刨床主机构采用急回特性有哪些好处呢?

 2.如何判断机构的传动性能?下面这个机构传动效率怎么样?

 3.如何保证折叠式靠椅的安全性?如何保证快速夹具装夹的牢靠性呢?

折叠式靠椅

 

 

快速夹具

一、本节关键词
平面四杆机构在传动过程中具有的独特性能有:

1.急回特性:主动件等速旋转,作往复运动的从动件在空回形成中的平均速度大于工作行程平均速度的特性称为急回特性,它体现了运动的速度和效率

2.压力角与传动角:

压力角(α):从动件上某点所受力的方向与该受力点线速度方向所夹的锐角。压力角α愈小机构中有效分力愈大,机构传动性能愈好。

传动角(γ):连杆与从动件所夹的锐角。传动角γ越大,机构的传动性能越好。

3.极限位置与死点:

极限位置:机构中瞬时输出速度(从动件的速度)与输入速度之(主动件的速度)比为零的位置。

死点:机构中瞬时输入速度与输出速度之比为零的位置。

二、本节重难点学习
(一)急回特性




急回特性-音频
急回特性:主动件等速旋转,作往复运动的从动件在空回形成中的平均速度大于工作行程平均速度的特性称为急回特性。
极位夹角θ:输出构件摇杆位于两极限位置时,输入件曲柄对应两位置之间所夹的锐角。
行程速度变化系数K:在急回运动机构中,主动件作等速转动时,作往复运动的从动件在空回程中的平均速度与工作行程中的平均速度之比值。K表示机构急回特性的相对程度。

θ=0,K=1,机构没有急回特性;θ≠0,K>1,机构有急回特性;K值愈大,机构的急回特性愈显著。
连杆机构具有急回特性的条件:

(1)输入件整周转动;(2)输出件往返运动;(3)极位夹角θ>0。

生活中常见的具有急回特性的机构:

偏置曲柄滑块机构

曲柄摆动导杆机构

(二)压力角与传动角:用压力角和传动角表示四杆机构的传力特性。

压力角(α):从动件上某点所受力的方向与该受力点线速度方向所夹的锐角。

传动角(γ):连杆与从动件所夹的锐角,即压力角的余角。

机构运转过程中,压力角和传动随从动件的位置而变化。压力角α愈小机构中有效分力愈大,机构传动性能愈好。即传动角γ越大,机构的传动性能越好。为了保证机构能正常工作,要限制工作行程的最大压力角αmax或最小传动角γmin,一般设计时应使最小传动角γmin ≥40°。对于高速大功率机械应使γmin≥50°。
铰链四杆机构的最小传动角位置:在曲柄与机架共线的两个位置处,可出现最小传动角。

其它常见四杆机构的最小传动角:

对于偏置曲柄滑块机构,当主动件为曲柄时,最小传动角出现在曲柄与机架垂直的位置。


偏置曲柄滑块机构
对于曲柄为主动件的摆动导杆机构,由于在任何位置时主动曲柄通过滑块传给从动杆的力的方向,与从动杆上受力点的速度方向始终一致,所以传动角等于90度,机构具有良好的传力性能。

曲柄摆动导杆机构

其它常见四杆机构的最小传动角:
(三)极限位置与死点

死点位置:

曲柄AB为从动件时,当连杆BC与曲柄AB处于共线位置时,连杆BC与曲柄AB之间的传动角γ=0°,压力角α=90°,这时摇杆CD经连杆BC传给从动件曲柄AB的力通过曲柄转动中心A,这时连杆对从动曲柄的作用里恰好通过其回转中心,转动力矩为零,不能推动从动件曲柄转动,机构停顿,机构所处的这种位置称为死点位置。

机构顺利地通过死点位置的采取措施:
(1)利用从动件的惯性顺利地通过死点位置。
(2)采用错位排列地方式顺利地通过死点位置
死点位置的应用:
(1)钻床夹具:
当工件被夹紧后,四杆机构的铰链中心B、C、D处于同一条直线上,工件经杆1传给杆2杆3的力通过回转中心D,转动力矩为零,杆3不会转动,因此当力去掉后仍能夹紧工件。
(2)飞机起落架
飞机起飞和降落时,飞机起落架处于放下机轮的位置,此时连杆与从动件处于一条直线上,机构处于死点位置,故机轮着地时产生的巨大冲击力不会使从动件反转,从而保持着支承状态。

飞机前起落架

飞机前起落架

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