4.铰链四杆机构

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1、9.2 9.2 铰链四杆机构的基本性质铰链四杆机构的基本性质 1.1.急回特性急回特性 :摇杆的摆角摇杆的摆角，极位夹角极位夹角。为描述从动摇杆的急为描述从动摇杆的急回特性，在此引入行回特性，在此引入行程速比系数程速比系数 K K，即：，即：K=K=180 +180 +180 -180 -K K值的大小反映了急回运动特性的显著程度。值的大小反映了急回运动特性的显著程度。K K值的大值的大小取决于极位夹角小取决于极位夹角 ，角越大，角越大，K K值越大，急回运动值越大，急回运动特性越明显；反之，则愈不明显。当时特性越明显；反之，则愈不明显。当时 ，K=1 K=1，机构无急回特性。机构无急回特性。

2、0若在设计机构时若在设计机构时先给定先给定K K值，则值，则:11180 KK在生产实际中，常利用机构的急回运动来缩短非生产时间，提高生产率，如牛头刨床、往复式运输机等。9.2 9.2 铰链四杆机构的基本性质铰链四杆机构的基本性质 2.2.压力角与传动角压力角与传动角costFFsinnFF压力角愈小，机构的传力效果愈好。所以，压力角愈小，机构的传力效果愈好。所以，衡量机构传力性能，可用压力角作为标志。衡量机构传力性能，可用压力角作为标志。CvtFnFF压力角：从动件压力角：从动件受力方向与受力受力方向与受力点线速度方向之点线速度方向之间所夹的锐角。间所夹的锐角。传动角传动角:压力角压力角的余

3、角即连杆与的余角即连杆与从动件间所夹的从动件间所夹的锐角。锐角。在连杆机构中，为度在连杆机构中，为度量方便，常用压力角量方便，常用压力角的余角即连杆与从动的余角即连杆与从动件间所夹的锐角件间所夹的锐角(传传动角动角)检验机构的传检验机构的传力性能。力性能。min传动角愈大，机构的传力性能愈好，反之则不利于机构传动角愈大，机构的传力性能愈好，反之则不利于机构中力的传递。机构运转过程中，传动角是变化的，机构中力的传递。机构运转过程中，传动角是变化的，机构出现最小传动角的位置正好是传力效果最差的位置，也出现最小传动角的位置正好是传力效果最差的位置，也是检验其传力性能的关键位置。是检验其传力性能的关键

4、位置。CvtFnFF设计要求：设计要求：曲柄摇杆机构，以曲柄为原动件时，其曲柄摇杆机构，以曲柄为原动件时，其最小传动角发生在曲柄与机架两次共线最小传动角发生在曲柄与机架两次共线位置之一。位置之一。minABCD9.2 9.2 铰链四杆机构的基本性质铰链四杆机构的基本性质 3.3.死点状态死点状态 0机构传动角机构传动角 （即（即 ）的位置称为）的位置称为死点位置。死点位置。90机构处于死点位置，从动机构处于死点位置，从动件会出现件会出现卡死卡死（机构自锁）（机构自锁）或或运动方向不确定运动方向不确定的现象。的现象。措施和应用措施和应用9.39.3平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计 设计类型设

5、计类型：1.1.实现给定的运动规律：实现给定的运动规律：给定行程速给定行程速比系数以实现预期的急回特性、实现比系数以实现预期的急回特性、实现连杆的几组给定位置等。连杆的几组给定位置等。2.2.实现给定的运动轨迹：实现给定的运动轨迹：要求连杆上要求连杆上某点沿着给定轨迹运动等。某点沿着给定轨迹运动等。设计目标设计目标：根据给定的运动条件，选定机构的类根据给定的运动条件，选定机构的类型，确定机构中各构件的尺寸参数。型，确定机构中各构件的尺寸参数。设计方法设计方法：图解法图解法、实验法和解析法等。、实验法和解析法等。1.1.按给定连杆两个位置设计铰链四杆机构按给定连杆两个位置设计铰链四杆机构 有无穷

6、多个解。实际上，还应考虑几何、动力等辅助条有无穷多个解。实际上，还应考虑几何、动力等辅助条件，例如各杆所允许的尺寸范围、最小传动角或其他结件，例如各杆所允许的尺寸范围、最小传动角或其他结构上的要求，就可以合理选定构上的要求，就可以合理选定A A、D D两点的位置而得到确两点的位置而得到确定的解。定的解。如果给定连杆三个、四个或五个位置呢？如果给定连杆三个、四个或五个位置呢？例：设计一铰链四杆例：设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门机构作为加热炉炉门的启闭机构。已知炉的启闭机构。已知炉门上两活动铰链门上两活动铰链B B、C C的中心距为的中心距为5050。要求。要求炉门打开后成水平位炉门打开后成水平

7、位置，且热面朝下（如置，且热面朝下（如虚线所示）。如果规虚线所示）。如果规定铰链定铰链A A、D D安装在炉安装在炉体的体的y-yy-y坚直线上，坚直线上，其相关尺寸如图所示。其相关尺寸如图所示。用图解法求此铰链四用图解法求此铰链四杆机构其余三杆的尺杆机构其余三杆的尺寸。寸。2.2.按给定的行程速比系数设计四杆机构按给定的行程速比系数设计四杆机构 设计具有急回特性的四杆机构，关键是要抓住机构处于极限位置时的几何关系，必要时还应考虑其他辅助条件。例：已知摇杆长度例：已知摇杆长度L=100L=100，摆角，摆角 =50=50 和行程速比和行程速比系数系数k=1.4k=1.4，试设计曲柄摇杆机构。，试设计曲柄摇杆机构。解：解：由给定的行程速比系数求出极位夹角:11180 KK=30=304lDC2C190-A以以A A为圆心，为圆心，ACAC1 1为为半径作圆弧交半径作圆弧交A A与与E E，平分，平分ECEC2 2得曲柄得曲柄长度长度 。再以。再以A A为圆心，为圆心，为为半径作圆，交半径作圆，交C C1 1A A的延长线和的延长线和C C2 2A A于于B B1 1和和B B2 2，连杆长度，连杆长度 .ABAB2211CBCBBCEB1B2