四杆机构、凸轮机构.ppt

平面四杆机构 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 (2) 急回特征 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 极位夹角： ? 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K K=1, 无急回特性 q↑K↑急回特征越显著 (3) 死点 死点:传动角为零g=0(连杆与从动件共线),机构顶死 M=F*L ★利用死点工作： ①飞机起落架：承受降落时地面对它的冲击力。 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。 凸轮机构组成 由三个构件组成的一种高副机构 凸轮：具有曲线轮廓或凹槽的构件 推杆/ 从动件，运动规律由凸轮廓线和运动尺寸决定 机架 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： 为便于理解各种运动规律特性, 本章将运动规律单独应用于推程或回程 1 等速运动——一次多项式运动规律 推程(0????0) 运动方程： 位移方程： 速度方程： 加速度方程： 运动线图 冲击特性：始点、末点刚性冲击 适用场合：低速轻载 等速运动（续） 回程(0????’0) 运动方程： 位移方程： 速度方程： 加速度方程： 运动线图 冲击特性：始点、末点刚性冲击 适用场合：低速轻载 2 等加速等减速运动—二次多项式运动规律 推程 运动方程: 运动线图 冲击特性：起、中、末点柔性冲击 适用场合：低速轻载 3 摆线运动——正弦加速度运动 推程 运动方程： 运动线图 冲击特性：无冲击 适用场合：高速轻载 三、选择运动规律应注意的问题 实际使用时, 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 1. 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 低速轻载时，便于加工优先； 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： 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 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40~50HRC。 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56~62HRC，渗碳层深0.8~1.5mm。 3、高速、重载 凸轮： 40Cr等中碳合金钢。表面高频淬火56~60HRC； 38CrMoAl渗氮60~67HRC。 从动件：T8、T10等碳素工具钢表面淬火。 二、凸轮机构的结构 1、凸轮结构 1）凸轮轴 2）套装结构 2、滚子从动件结构 滚子：圆柱体、滚动轴承 滚子与从动件螺栓连接、销轴连接。 滚子相对从动件要灵活转动。 * 连杆 连架杆 连架杆 1 2 3 4 A B C D ?1 ? j B2 C2 ?1 ?2 v2 v1 慢 快 急回特性的应用例：牛头刨工作要求 B1 C1 4 A B C D 2 3 1 B1 C1 B2 C2 4 A B C D 2 3 1 ?=00 ?=00 ?=00 C2 B2 ?=00 B A C B1 C１ 2、死点（止点） 摇杆：主动件，连杆与从动曲柄共线。 γ 1= γ 2=0° α1= α2=90° ★使机构处于停顿 运动不确定状态（反向转动）。 如何避免： ①机构错位排列。机车轮 ②加飞轮，利用惯性通过。缝纫机 ③用外力。 ②钻孔夹具：夹紧 推杆 凸轮 h s ? 0 ?0 v ? 0 a ? 0 -? Displacement Velocity Acceleration +? s ? 0 v ? 0 a ? 0 ?0’ -? ?+ +? -? ?0 h Displacement Velocity Acceleration s ? 0 ?0 v ? 0 a ? 0 h/2 h/2 ?0/2 ?0/2 h (0????0/2) (?0/2????0) 加速段 减速段 位移方程 速度方程 加速度方程 a d v d ?0 ?0 0 1 2 3 4 5