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项目二任务一平面四杆机构的运动特色
若干构件经过低副(转动副或挪动副)联接所构成的机构称作连
杆机构。所有由低副构成,由四个杆件构成,在同平面或平行平面内
运动的机构称为平面四杆机构。它是最简单和常用的机构之一,也是
机械传动的基本机构。
按连架杆中能否有曲柄存在,可将铰链四杆机构分为三种基本形式:即曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
◆压力角和传动角
压力角——当不考虑运动副中的摩擦力、构件的重力和惯性力等时,机构输出从动件的受力F方向和受力点的速度v方向之间所夹的锐角a称为该机构的压力角,用表示;传动角——压力角的余角,用表示:=90°-。要注意:
(1)a、反应的是机构的几何特征;
(2)a、和机构的原动件相关;原动件不一样,a不一样,不一样;
(3)压力角和传动角一般是变化的。为保证机构拥有优秀的传力
性能:越小,越大,对传动越有益,传动的功率能够更大。所以对低速机构要求[]≥40°,对高速机构要求[]≥50°;
(4)导杆机构的传动角是定值,=90°,传力性能最好;(5)当=0°时,机构发生自锁。即不论驱动力(或驱动力矩)
多大,也没法使机械产生运动的现象,称为机械的自锁。◆导杆机构
guidemechanism)
◆急回特征
急回特征的定义
以曲柄摇杆机构为例,若以曲柄为原动件,当曲柄与连杆两次共线时,摇杆位于两个极限地点,简称极位,此两处曲柄之间的夹角称
为极位夹角,如图2-1-31所示。
当曲柄以逆时针转过
180
时,摇杆从CD地点摆到CD,所花
1
2
时间为t1,均匀速度为v1,那么有:
V1
C1C2
C1C2
t1
180
当曲柄以逆时针转过180
时,
摇杆从C2D地点摆回到C1D,所花时间
图2-1-31曲柄摇杆机构的急回特
《轮机工程基础》项目二任务一
平面四杆机构的运动特色
知识点分析
为t2,均匀速度为v2,那么有:V2
C1C2
C1C2
t2
180
即当曲柄作匀速转动时,摇杆的进度速度小于回程速度,这类现象称为急回特征。
同理,摇动导杆机构和偏置曲柄滑块机构也存在急回特征,但对心曲柄滑块机构无急回特征。
机构的急回特征可用行程速比系数K来表示
v2
180
或
K
1
K
180
180
1
v1
K
此中:V2——回程速度
V1——进度速度
——极位夹角(即摇杆在二个极限地点时(此时曲杆与连杆共线),相对应的两曲柄地点所夹的锐角)
越大,K也越大,急回特征越显然;=0°,K=1,则V2=V1,无急回特征。
意义及应用
牛头刨床(如图2-1-34所示)中使刨床挪动的摇动导杆机构的急回特征可缩短非生产时间,提升劳动生产率。
◆死点
(deadcentre)产生原由
在曲柄摇杆机构中,若以摇杆为原动件,当摇杆在二个极限地点时,因为曲柄与连杆在向来线上(=0°),此时连杆对曲柄的作使劲经过曲柄的展转中心,不可以使曲柄转动,整个机构将被卡死,我们将此时摇杆所处的地点称为死点地点。
在曲柄滑块机构中若以滑块为原动件,也产存亡点。
死点的危害
机构处于死点地点除了有自锁的可能外,还因为从动曲轴经过此地点时可不改变方向地持续展转,或许反向展转,即此机遇构拥有运动不确立现象,故死点地点亦成转折点。
战胜死点的例子
关于传动机构来说,机构有死点是不利的,应当采纳举措使机构能顺利经过死点地点。战胜死点的方法好多,如:
1)在曲柄上装一个飞轮(flywheel),利用飞轮的惯性冲过死点地点;
2)多缸内燃机可利用各组曲柄滑块机构死点地点不一样来战胜
死点。◆柴油机曲柄连杆机构的运动剖析
如图2-1-30所示,柴油机曲柄连杆机构(crankandconnectingrod)是对心曲柄滑块机构。
活塞(piston)行程S2RR为曲柄长度,行程与连杆长度
L没关
《轮机工程基础》项目二任务一平面四杆机构的运动特色知识点分析
活塞的位移(1)计算公式
xR(1-cos)R(1cos2)
4
式中:xRR,为曲柄与活塞轨迹的夹角。
2
R
(2)当=90°,
L
即曲柄转角为90°时,活塞已过行程中点。
活塞速度(1)计算公式
vx,
R(sinsin2)
2
(2)当
=0°或=180°,则v=0,即上下止点速度为零;
(3)当
=90°以前(在连杆与曲柄垂直时),速度最大,其
值为
vmaxR1
活塞加快度(1)计算公式
2
ax,,R2(coscos2)
2)当=0°,
3)当=180°,
总结
R2(1)为正方向最大;
aR2(1)为负方向靠近最大。
设运动的初始地点为活塞位于上止点,曲柄在正上方。
(1)当活塞下行而曲柄转角靠近90o时,活塞速度最大,加快度为零;
2)当活塞上行而曲柄转角转过270o时,活塞速度(绝对值)又最大,加快度为零;
(3)而活塞在上、下止点处速度为零,加快度最大。