第二章平面连杆机构课件.pptVIP

当曲柄以匀角速度ω1顺时针转动时： 曲柄转角 摇杆 C点的平均速度 所需时间 B1→B2： α1(180°+θ) C1D→C2D v1 t1 B2→B1： α2(180°-θ) C2D→C1D v2 t2 αi=ω1 t i vi = C1C2 / t i ∴α1α2 t1t2 v2v1 （摇杆往复摆动的快慢不同） 令摇杆自C1D摆到C2D为工作行程（正行程），则摆动速度慢；摇杆自C2D摆回到C1D为空回行程（反行程），则摆动速度快。 我们把摇杆在反正行程中这种速度不等的运动性质称为急回运动。 牛头刨床、往复式输送机等机械就利用了这种急回特性来缩短非生产时间，从而提高生产率。 机构的急回运动程度可用行程速比系数K表示，即： K= v2 / v1= t1 / t2=α1 /α2 =（180°+θ）/（180°-θ） 讨论： ① v2↑ K↑ 急回运动程度↑（越强） K=1 无急回运动 ∴要使机构有急回运动，必须K1； K值大小的意义：反映机构急回运动的程度。 ②θ= 0° K=1（无急回运动） θ 0° K1（有急回运动） （∴θ从几何上反映急回运动特性，而K从数值上反映急回运动特性） θ↑ K↑ 急回运动程度↑（越强） 注意：具有特定尺寸的曲柄摇杆机构可能无急回运动，即：θ=0°、K=1， C1C2 = 2AB。 2、曲柄滑块机构（如图2-9所示） 1）对心： ∵θ=0°∴K=1——无急回作用 图2-9 a) 2）偏置：∵θ0 ∴K1 ——有急回作用 图2-9 b) 3、摆动导杆机构（如图2-11所示） 当曲柄AC两次转到与导杆垂直时，导杆摆到两个极限位置。 ∵θ0 ∴K1 ——有急回作用 图2-11 要使导杆从左向右摆动为工作行程，问要有急回运动曲柄应如何转？ 注意：1）急回作用具有方向性，当原动件的回转方向改变时，急回的行程也跟着改变。 2）在设计一些要求有急回运动性质的机械（如牛头刨床）时，常根据该机械的急回要求先确定出K值，然后由下式算出极位夹角θ，再设计各构件的尺寸。 θ=180°(K-1) / (K+1) 三、压力角α和传动角γ 1、压力角( Pressure Angle) 如图2-23a所示的四杆机构中，如不考虑各构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦力，则BC杆为二力杆。由主动件AB经过连 力F可分解为： F′——有效分力（产生有效的回转力矩，推动从动件CD运动） F″——有害分力（使转动副C、D产生径向压力，增加运动副的摩擦力） 图2-23a 杆BC传递到从动件CD上点C的力F，将沿BC方向。 F′ F″ 2、传动角(Transmission Angle) 传动角γ：压力角α的余角，亦即连杆BC与CD所夹的锐角。 即 γ= 90°-α 传动角γ的大小及变化情况可反映机构传动性能的好坏。γ越大越好，α越小越好。 γ可在机构运动简图中直接观察： 当∠BCD为锐角时：γ=∠BCD； 当∠BCD为钝角时：γ=180°-∠BCD（如图2-23b ）。 F′=Fcosα（=Fsinγ） F″=Fsinα（=Fcosγ） 压力角α：作用在输出构件（从动件）上点C的驱动力F的方向与该点绝对速度方向之间所夹的锐角。 F′ F″ 讨论： 1）γ↑（α↓） F′↑、F″↓，对机构传动越有利 （机构传动性能越好）； 2）γ=90°（α=0°） F′=F、F″=0（最理想）； 3）γ=0°（α=90°） F′=0、F″= F（机构不能运动）。 机构运动过程中，γ的大小随着曲柄转角ψ的变化而改变。所以为了保证机构的传动性能良好，设计四杆机构时通常要求：对于一般机械，使最小传动角γmin≥40°；对于颚式破碎机、冲床等大功率机械，应使γmin≥50°；对于小功率的控制机构和仪表，γmin可略小于40° 。 最小传动角γmin出现的位置： 1）曲柄摇杆机构 ①曲柄为原动件时： 图2-23a （连BD） △BCD中：BD2 = b2+c2 -2bccos∠BCD △ABD中：BD2 = a2+d2 -2adcosψ ∴ cos∠BCD = (b2+c2 -a2 - d2+2adcosψ) / 2bc 当cosψ= +1（即ψ= 0°，AB与AD重迭共线，即AB1 C1D位置）时： cos∠BCD最大 ∠BCD最小 γ1min=∠BCD F′ F″ 当cosψ= -1（即ψ=180°， AB与AD拉直共线，即AB2C2D位置）时： cos∠BCD最小 ∠BCD最大 γ2min=180°-∠BCD ∴ γmin取γ1 min、γ2 min两者中的小值。 ∴γ