文档介绍：一、曲柄摇杆机构
在铰链四杆机构中,若两个连架杆,一为曲柄,另一个为摇杆,则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。
通常曲柄1为原动件,并作匀速转动;而摇杆3为从动件,作变速往复摆动。
曲柄摇杆机构的主要特性:
曲柄摇杆机构中,曲柄AB在转动一周中,在B1、B2两次与连杆BC共线,相应铰链中心 A与C之间的距离AC1和AC2分别为最短和最长,摇杆CD的位置
C1D和C2D分别为其左右极限位置。摇杆在两极限位置间的夹角ψ,
称为摇杆的摆角。
当曲柄由位置 AB1 顺时针转到位置AB2 时,曲柄转角=180°+θ,
这时摇杆由左极限位置C1D 摆到位置右极限位置C2D,摆杆角度为ψ;而当曲柄顺时针再转过角度=180°-θ时,摇杆由位置C2D摆回至位置C1D,其摆角仍然是ψ。
虽然摇杆来回摆动的摆角相同,但对应的曲柄转角不等( > );当曲柄匀速转动时,对应的时间也不等(t 1> t 2)。
令摇杆自ClD摆至C2D为工作行程,这时铰链C的平均速度是 v1=C1C2 /tl 。
摇杆自C2D摆回至C1D是其空回行程,这时C点的平均速度是v2=C1C2 /t2,显然v1 < v2 ,
它表明摇杆具有急回运动的特性。牛头刨床、往复式输送机等机械就利用这种急回特性来缩短非生产时间,提高生产率。
急回运动特性可用行程速度变化系数(也称行程速比系数)K 表示。
v2 C1C2/t2 t1 180°+θ
K=──=────=──=──=─────(2-1)
v1 C1C2/t1 t2 180°-θ
θ──摇杆处于两极限位置时,对应的曲柄所夹的锐角,称为极位夹角。
K 值越大,急回特性愈明显。一般机械中,1≤K≤2。
将式(2-1)整理,可得极位夹角计算公式
K-1
θ= 180° ────(2-2)
K+1
2. 压力角和传动角
若不计运动副的的摩擦和构件的惯性力(矩)及重力,则通过二力杆BC 作用于从动件CD上的力F沿BC 方向,把F力分解为沿C 点速度vC 方向的分力F′和
铰链四杆机构中, 原动件1受到驱动力矩Md作用时,
垂直于vC 的分力F″它们的大小与角度α或γ有关,即
有效分力F′=Fcosα=Fsinγ,
有害分力F″=Fsinα=Fcosγ。
因此, F″越小越好,即角度α越小(或γ越大)对机构的工作越有利。
α称为压力角,γ称为传动角,二者互为余角, γ=90°- α。
压力角α的定义是:不计摩擦、重力与惯性力时,输出构件所受主动力F 的方向与输出构件在受力点处的速度方向之间所夹的锐角。
由于传动角γ在简图中非常直观,所以平面连杆机构习惯于用传动角γ来表示机构的传动性能。机构工作时,其传动角是作周期变化的。
一般许用值=40°~50°。重载大功率时取大值。
1 为保证机构的传力性能良好,应使最小传动角γmin≥。
曲柄摇杆机构中,最小传动角γmin 总是发生于曲柄与机架共线和重叠共线的两位置之一,如图所示。(具体证明见P30页)
3. 死点位置
曲柄摇杆机构中,若摇杆为主动件,当从动件与连杆共线时,机构的传动角γ为零,此时不论驱动力F有多大, 其有效分力,