1、平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性 4.3.1 4.3.1 急回特性急回特性 1 1、基本概念基本概念:(以(以曲柄摇杆机构为例曲柄摇杆机构为例,曲柄曲柄为原动件)为原动件) (1 1)四杆机构的极限位置四杆机构的极限位置:当曲柄与连杆二次共线时,摇杆位:当曲柄与连杆二次共线时,摇杆位于机构的最左或最右的位置。于机构的最左或最右的位置。 (2 2)极位夹角(极位夹角():从动件处于二个极限位置时,相对应的:从动件处于二个极限位置时,相对应的原动件曲柄所夹的锐角。原动件曲柄所夹的锐角。 极位极位输出构件的极限位置输出构件的极限位置摆角摆角 两极限位置所夹的锐角两极限位置所夹的锐角极位夹
2、角极位夹角 当输出构件在两极位时,原动件所处两个当输出构件在两极位时,原动件所处两个位置之间所夹的位置之间所夹的锐角锐角。 1 j jB2C2 1 2v2v1B1C14ABCD231 2)急回运动机理急回运动机理 急回作用具有方向性急回作用具有方向性, ,当原动件的回转方向改变时当原动件的回转方向改变时, ,急回的行程也随之改变。急回的行程也随之改变。 注意!注意!a a) )曲柄转过曲柄转过 1801摇杆上摇杆上C点摆过:点摆过:21CC所用时间:所用时间:1111180 tb b) )曲柄转过曲柄转过 1802摇杆上摇杆上C点摆过:点摆过:12CC所用时间:所用时间:1122180 t21
3、21tt c c) )设两过程的平均速度为设两过程的平均速度为V V1 1、V V2 2:21221211;tCCVtCCV 21tt 12VV 回程速度大于正行程速度。回程速度大于正行程速度。曲柄滑块机构中,原动件曲柄滑块机构中,原动件ABAB以等速转动以等速转动1B1B20,无急回特性。无急回特性。3 31 14 4A A对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构B B2 2C C1C1C2C1B1B2C2偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构2AB134eC10, ,有急回特性。有急回特性。53)曲柄摆动导杆机构2j1jB2B1有急回特性。有急回特性。4.3 4.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的
4、基本特性 2 2、急回特性急回特性:原动件曲柄作连续转动时,作往复运:原动件曲柄作连续转动时,作往复运动的摇杆在空回行程的平均速度大于工作行程的特性称为动的摇杆在空回行程的平均速度大于工作行程的特性称为急回特性。急回特性。 、行程速比系数(行程速比系数(K):):从动件空回行程与工作行从动件空回行程与工作行程的平均速度之比。程的平均速度之比。 11180180180/212111222112KKtttCCtCCvvKjj或4.3 4.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 极位夹角极位夹角为:为: 讨论讨论:a、0K1此时机构具有急回特性,此时机构具有急回特性, K 急急 回特性越显
5、著。回特性越显著。 b、=0K=1,此时机构无急回特性,此时机构无急回特性。11180KK4.3 4.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 想一想想一想 练一练练一练 试确定下列不同机构以曲柄为原动件时的极限位置试确定下列不同机构以曲柄为原动件时的极限位置?4.3 4.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 想一想想一想 练一练练一练 试确定摆动导杆机构和曲柄滑块机构以曲柄为原动件时试确定摆动导杆机构和曲柄滑块机构以曲柄为原动件时是否存在急回特性是否存在急回特性, ,什么为原动件?什么为原动件?当曲柄为原动件时都具有急回特性当曲柄为原动件时都具有急回特性4.3 4.3 铰
6、链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 4.3.2 4.3.2 压力角和传动角压力角和传动角 1 1、压力角(压力角():从动件上的作用力:从动件上的作用力F与该点速度与该点速度vc所夹所夹锐角锐角称为机构的压力角。称为机构的压力角。 F的两个分力:的两个分力: Fn=Fsin引起摩擦力,有害分力引起摩擦力,有害分力 Ft=Fcos有效分力有效分力 2 2、传动角(传动角():压力角:压力角 的余角即的余角即+=90称为传动角。称为传动角。讨论讨论:压力角压力角(传动角(传动角) F Fn n传力性能差。传力性能差。 压力角压力角(传动角(传动角 ) F Fn n 传力性能好。传力性能好。
7、11三、压力角、传动角和死点三、压力角、传动角和死点1 1)压力角与传动角)压力角与传动角 在不计摩擦力、重力、惯性力的条件下,机构中驱使从动在不计摩擦力、重力、惯性力的条件下,机构中驱使从动件运动的力的方向线与从动件上受力点的速度方向线所夹的锐件运动的力的方向线与从动件上受力点的速度方向线所夹的锐角。角。压力角:压力角:传动角:传动角:压力角的余角。压力角的余角。vcFF1F21jABCD1234cos1FF sin2FF 越小,受力越好。越小,受力越好。越大,受力越好。越大,受力越好。 min传动角是变化的。传动角是变化的。4.3 4.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性3.3
8、.3 3.3.3 死点位置死点位置 1 1、概念概念:平面连杆机构的:平面连杆机构的传动角传动角=0=0 ,压力角压力角=90=90 的位置称为的位置称为死点位置死点位置。(取决于从动件是否与连杆共线) 4.3 4.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性2 2、死点位置的利弊死点位置的利弊 利利:工程上利用死点位置进行工作。:工程上利用死点位置进行工作。 夹具机构夹具机构飞机起落架机构飞机起落架机构4.3 4.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 弊弊:机构有死点,从动件出现卡死或运动方向不确定:机构有死点,从动件出现卡死或运动方向不确定现象,对传动不利,如缝纫机的脚踏机
9、构。现象,对传动不利,如缝纫机的脚踏机构。缝纫机的脚踏机构缝纫机的脚踏机构B2C2vB踏板踏板脚脚A AB B1 1C C1 1D DFB vB4.3 4.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性 3 3、克服死点的方法、克服死点的方法 (1 1)增大从动件的质量增大从动件的质量,利用惯性度过死点位置。,利用惯性度过死点位置。 (2 2)在从动曲柄上施加外力或)在从动曲柄上施加外力或安装飞轮安装飞轮以增加惯性。以增加惯性。 (3 3)采用相同的机构)采用相同的机构错位排列错位排列。火车车轮联动装置火车车轮联动装置缝纫机的脚踏机构缝纫机的脚踏机构4.3 4.3 铰链四杆机构的基本特性铰链四杆机构的基本特性想一想想一想 练一练练一练 请问摆动导杆机构、对心曲柄滑块机构以哪个构件为原动件时,机构存在请问摆动导杆机构、对心曲柄滑块机构以哪个构件为原动件时,机构存在死点位置(死点位置(滑块滑块)?)?