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1、2-2 铰链四杆机构的特性 运动特性 传力特性,一.铰链四杆机构有整转副的条件一.整转副：两构件能相对转动360的转动副。二.研究整转副之目的：具有整转副的铰链四 杆机构才可能存在曲柄。三.具有整转副的条件:取决于各杆的相对长度。四.获得铰链四杆机构三种基本型式的方法图213。,图2-13,具有整转副的条件,曲柄整周转动的连架杆,摇（摆）杆往复摆动的连架杆,注意观察运动链各构件间的运动关系。,A,C,D,B,该机构具有两个整转副A、B(能整周转动的转动副）,两个摆动副C、D(只能作摆动的转动副）,A,C,D,B,具有两个整转副的条件?,a,d,c,b,设：各杆长a,b,c,d.,A,C,D,B
2、,a,d,c,b,a+b c+d,曲柄与连杆拉直共线,A,C,D,B,a,d,c,b,a+bc+d,c d+b-ad c+b-a,c+a d+b；d+a c+b,曲柄与连杆重叠共线,A,C,D,B,a,d,c,b,c+a d+b；d+a c+b,A,C,D,B,a,d,c,b,a+b c+d,以上各式两两相加得：a b；a c；a d。,b+a c+dc+a d+b；d+a c+b,A,C,D,B,a,d,c,b,a b；a c；a d。,1，具有两个整转副的构件为机构中的最短杆；,2，最短杆与最长杆之和小于或等于其它两杆之和。,A,C,D,B,a,d,c,b,1，最短杆与最长杆之和小于或等于
3、其它两杆之和(称为杆长之和条件）。2，具有两个整转副的构件为机构中的最短杆；（即整转副在最短杆上，且成对出现）,机构具有两个整转副的条件,获得铰链四杆机构三种基本型式的方法,1，有整转副存在2，最短杆为连架杆或机架,曲柄存在条件,A,D,C,B,若以BC构件为机架，观察各转动副的运动性质,已知：最短杆与最长杆之和小于或等于其它两杆之和,A,B 仍为整转 副,C,D仍为摆动副,A,C,D,B,A,C,D,B,运动副的性质不随机架变更而改变 低副运动的可逆性。,A,C,D,B,AD（或BC）为机架得曲柄摇杆机构,A,C,D,B,AB为机架得双曲柄机构,A,C,D,B,DC为机架得双摇杆机构,铰链四
4、杆机构型式判别表,课堂练习,练习1：1)判断该机构有无整转副?2)分别以AB、BC、DC、AD为机架,能得到什么类型的机构?,练习2：如图，已知：a=70,b=90,d=40;问c 取何值时，该机构为双曲柄机构?(根据双曲柄机构存在条件),二.急回特性(1)急回运动:当曲柄AB为原动件时,从动件摇杆在空回行程时产生急回。(2)极位夹角(3)行程速比系数K(描述急回运动特性)图24,C,B,C,B,C,B,C,B,C,B,C,B,C,B,C,B,C,B,C,B,C,B,A,C,D,B,a,c,b,d,C,B,C,B,C2,机构的远极位,B2,C2,B2,v2,机构的远极位,B,v2,C2,机构的
5、远极位,B,v2,C2,C2,机构的远极位,B,v2,C2,机构的远极位,B,v2,C2,机构的远极位,v2,C1,机构的近极位,C2,B2,B1,机构的远极位,摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄所夹的锐角极位夹角,C1,C2,B2,B1,急回运动,B,C2,V1,C1,C,B,C2,V1,C,B,C2,V1,C,B,C2,V1,A,C,D,a,c,b,d,C2,V1,C,B,C2,V1,B,C2,V1,1(t1）,B2,B1,C1,工作行程时间：t1,C2,B2,v2,空回行程,B,v2,C2,B,v2,C2,B,v2,C2,B,v2,C2,v2,C1,2(t2）,C2,B2,B1,空回行程时
6、间：t2,C2,v2,2（t2）,V1,1（t1）,B2,B1,C1,因为1（t1）2（t2）；所以v2 v1，两速度之比：k=v2/v1=（s/t2）/（s/t1）=t1/t2=(1800+)/(1800-).K为行程速比系数，或称行程速度变化系数。,弧长S,C2,v2,2（t2）,V1,1（t1）,B2,B1,C1,行程速比系数k，表示从动件的空行程平均速度与其工作行程平均速度之比。k=(1800+)/(1800-).或=1800(k-1)/(k+1).,=1800(k-1)/(k+1).,三.压力角和传动角(描述传力性能)(1)定义压力角-作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度之间
7、所夹的锐角。,A,C,D,B,l1,l3,l2,l4,图2-7,C,B,作用在从动件CD上的力F,F,C,B,Vc,F,F,F,F沿C点速度Vc方向的投影F有效分力,F沿从动件DC方向的投影F无效分力,C,B,Vc,F,F,F,C,B,Vc,F,F,F,F=FCos;,FF=FSin;,F 的值可衡量机构传力性能的好坏。,C,B,Vc,F,压力角从动件受力方向与受力点速度方向所夹的锐角。,F,F,C,B,Vc,F,压力角从动件受力方向与受力点速度方向所夹的锐角。,与压力角互余的角称为传动角。传力性能好。,F,F,传动角连杆与摇杆CD之间所夹的锐角(是的余角)。传力性能好,C,B,机构的，随机构
8、的位置变化。机构的最小传动角min在哪里?,C,B,与 对应，当B、D间的距离达到极值时，有极值。,C,B,A,D,d,min,a,b,c,AB与AD内共线时有min，其对应的压力角，传动角。,C,B,A,D,d,min,a,b,c,min=arccos b2+c2-(d-a)2/(2bc)=min,AB与AD外共线时有max，其对应的压力角，传动角。,C,B,A,D,d,max,a,b,c,max=arcCos b2+c2-(d+a)2/(2bc)=1800-max,B,C,A,D,d,max,a,b,c,max=arcCos b2+c2-(d+a)2/(2bc)=1800-max,C,B,
9、A,D,d,min,a,b,c,min=arcCos b2+c2-(d-a)2/(2bc)=min,外共线,内共线,取与两者中的较小值为最小传动角 min=，min,B,C,A,D,d,max,a,b,c,C,B,A,D,d,min,a,b,c,外共线,内共线,最小传动角出现在曲柄与机架共线的两位置之一。,min位置的确定：曲柄与机架两次共线的位置。min值：对于一般机械，通常取min40。,四.死点位置,A,D,C,B,图25(缝纫机踏板机构),A,D,C,B,A,D,C,B,A,D,C,B,D,C,B,D,C,B,A,D,C,B,A,D,C,B,A,D,C,B,A,A,D,C,B,A,D,
10、C,B,A,D,C,B,A,C,B,D,C,B,D,C,B,A,D,C,B,A,D,C,B,A,C,B,D,A,A,B,C,D,D,连杆BC与从动件曲柄AB共线，机构位于两个死点位置。靠轮的惯性或手动脱离死点位置。,摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，此时机构不能运动.或运动不确定。,称此位置为：,死点,A,D,B,C,F,VB,机构在死点位置时，如果发生运动，其从动件运动方向不定。,死点位置的功能,分合闸机构搬动手柄使触头接上。,触头,F,A,C,B,D,弹簧拉力,死点位置的功能,A,B,C,D,弹簧拉力,F,FQ,FB,在力的作用下手柄不会自动松脱。,作者：潘存云教授,作者：潘存云教授,钻孔夹具,飞机起落架,死点位置的功能,作业：21；23；25,
