四杆机构的基本型式资料
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2.1 铰链四杆机构的基本类型及运动特性页码,1/132.1 铰链四杆机构的基本类型及运动特性一、铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构: 所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构。
它是平面四杆机构的基本型 式。
机构中各构件名称如下:机架--构件4;连架杆--直接与机架相连的构件1和3;连杆--不直接与机架相连的构件2。
其中:连架杆1为曲柄 (能做整周回转的连架杆);连架杆3为摇杆 ( 仅能在某一角度范围内往 复摆动的连架杆)。
转动副A、B为 整转副,转动副C、D为摆动副 。
在铰链四杆机构中,按连架杆能否作整周转动,将四杆机构分为3种基本型式。
(1)曲柄摇杆机构 在铰链四杆机构中,若两连架杆中有一个为曲柄,另一个为摇杆,则称为曲柄摇杆机构。
应用实例: 缝纫机踏板机构:搅拌器机构: /jxsj/wang_luo_ke_cheng/2/2.1.htm2012-8-142.1 铰链四杆机构的基本类型及运动特性页码,2/13(2)双曲柄机构 在铰链四杆机构中,若两连架杆均为曲柄,称为双曲柄机构。
通常情况下,当主动曲柄连续等速转动时,从动曲柄一般不等速转动。
应用实例:惯性筛机构:两种特殊 的双曲柄机构:正平行四边形机构和反平行四边形机构 a.正平行四边形机构 在双曲柄机构中,若两对边构件长度相等且平行,则称为正平行四边形机构。
/jxsj/wang_luo_ke_cheng/2/2.1.htm2012-8-142.1 铰链四杆机构的基本类型及运动特性页码,3/13正平行四边形机构的两曲柄的转向不仅相同,而且转速相等。
正平行四边形机构有一个位置不确定问题 :如图示,当主动曲柄AB转到AB1位置时,从动曲柄有两种 运动可能,一种按原方向转动,一种反向转动。
解快方法: ①加惯性轮 利用惯性维持从动曲柄转向不变。
②加虚约束 通过虚约束保持平行四边形,如机车车轮联动的平行四边形机构。
b. 反平行四边形机构 两曲柄长度相同,而连杆与机架不平行的铰链四杆机构,称为反平行四边形机构。
平面四杆机构的基本形式及其演变提问:请试举几个生活与工程中的四杆机构的实例基本类型:铰链四杆机构(均为转动副)一、铰链四杆机构的基本形式及应用1、组成:机架:固定不动的构件曲柄:相对机架可作整周旋转连架杆:与机架相连的构件摇杆:只能在某一角度内摆动连杆:不与机架相连的构件2、分类:曲柄摇杆机构特征:曲柄加摇杆功用:(1)将曲柄的转动转换为摇杆的摆动(曲柄为主动件)(2)将摇杆的摆动转换为曲柄的转动(摇杆为主动件)例:雷达天线、搅拌机、剪切机(1);缝纫机踏板机构(2)双曲柄机构特征:两个曲柄功用:将等速转动变为不等速同向、等速同向或不等速反向等转动。
特例:A、平行四边形机构特征:两相对构件等长且平行,呈平行四边形;两曲柄同速同向运动,连杆做平动。
实例:摄影平台、火车轮、天平等注意:平行四边形机构在共线位置出现运动不确定,两曲柄有可能反向旋转,所以采用两组机构错开排列,如火车轮。
B、反平行四边形机构特征:两相对构件等长,但机架与连杆不平行;两曲柄做反向不等速转动。
实例:车门开闭机构例:惯性筛(变速);旋转式叶片泵、平台升降机构(同向同速);车门开关机构(等速反向)双摇杆机构特征:两个摇杆功用:将一种摆动转换为另一种摆动实例:造型翻箱、起重机变幅机构、飞机起落架、汽车转向机构*注意分析各类四杆机构的运动传递关系和各构件的动作二、铰链四杆机构的演化型式(1) 改变构件的形状和运动尺寸(2)改变运动副的尺寸偏心轮机构(3)选不同的构件为机架曲柄滑块机构导杆机构(摆动、转动)应用实例:压力机、内燃机应用实例:牛头刨床31 2B31 2B对心曲柄滑块机构双滑块机构正弦机构偏心曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄滑块机构曲柄摇块机构直动滑杆机构应用实例:货车自卸机构应用实例:手摇唧筒。
铰链四杆机构的三种基本形式
铰链四杆机构可按有无曲柄、摇杆,分为以下三种基本型式。
1、曲柄摇杆机构
定义:在铰链四杆机构中,若两连架杆之一为曲柄,另一个是摇杆,此机构称为曲柄摇杆机构。
应用:在曲柄摇杆机构中,当曲柄为主动件时,可将曲柄的连续回转运动转换成摇杆的往复摆动。
如雷达天线俯仰角调整机构。
当摇杆为主动件时,可将摇杆的往复摆动转换成曲柄的连续回转运动,如缝纫机踏板机构。
2、双曲柄机构
定义:铰链四杆机构中,若两连架杆均为曲柄时,此机构称为双曲柄机构。
在双曲机构中,如果两曲柄的长度不相等,主动曲柄等速回转一周,从动曲柄变速回转一周,如惯性筛。
如果两曲柄的长度相等,且连杆与机架的长度也相等,称为平行双曲柄机构。
这种机构运动的特点是两曲柄的角速度始终保持相等,在机器中应用也很广泛,如机车车轮联动机构。
3、双摇杆机构
定义:铰链四杆机构中,若两连架杆均为摇杆时,此机构称为双摇杆机构。
在双摇杆机构中,两摇杆可分别为主动件,当主动摇杆摆动时,通过连杆带动从动摇杆作摆动运动。
如码头起重机中的双摇杆机构,当CD摇杆摆动时,连杆BC上悬挂重物的点M近似水平直线移动。
判定方法:杆长之和条件: 最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆长度之和。
满足杆长之和条件: ①最短杆为机架-----双曲柄机构; ②最短杆的相邻杆为机架----曲柄摇杆机构; ③最短杆的相对杆为机架-----双摇杆机构。
不满足杆长之和条件:无论以哪个杆作机架,均为双摇杆机构。
5.2平面四杆机构的基本型式及其演化5.2.1平面四杆机构的基本型式全部由转动副连接所形成的平面四杆机构是平面四杆机构的基本型式,又称铰链四杆机构。
【点击链接铰链四杆机构的运动简图动画】四杆机构的运动简图三维动画【点击开始播放该影片】图5.1中,AD为机架,AB、CD与机架组成运动副称为连架杆,BC 不与机架直接相连而作平面一般运动,称为连杆。
在连架杆中,相对于机架作整周回转的称为曲柄,只能在一定范围内摆动的称为摇杆。
通过改变铰链四杆机构的各杆长度,铰链四杆机构又可以区分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、平行四边形机构、反平行四边形机构和双摇杆机构。
5.2.2平面四杆机构的演化除了铰链四杆机构之外,还有许多其他型式的平面四杆机构。
可以认为,这些型式的平面四杆机构是铰链四杆机构通过改变构件的形状与尺寸、改变运动副的尺寸、互换运动副元素和选择不同构件作机架而形成的。
图5.7、图5.8中的部分机构如下图所示,它们是改变构件尺寸的结果(一个或两个杆长→∞)。
改变运动副的尺寸,下图是改变运动副尺寸的结果。
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