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铰链四杆机构的基本性质


江苏省吴中职业高级中学 沈建国

想一想 铰链四杆机构有哪三种类型?
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构

右图为何机构?

一、曲柄存在的条件

C

看一看 一、曲柄存在的条件
例:曲柄摇杆机构
已知:AB——a BC——b CD——c D

A——d ΔAC1D中: ΔAC2D中:
AC1+C1D≥AD AC1+AD≥C1D C2D+AD≥AC2
ω B φ1 B1

C1

C2

ψ θ

B2 A
φ2 D

b-a+c≥d b-a+d≥c c+d≥a+b a≤b a≤c a≤d

a+d≤b+c 得: a+c≤b+d a+b≤c+d

分析:
a+d≤b+c a+c≤b+d a+b≤c+d a≤b a≤c a≤d
B ω φ1 B2 C1

C

C2

ψ θ

?最短杆为何杆 AB 。 ?AB杆为何构件 连架杆 。

A
φ2

D

?四根杆长度之间有何大小关系。

2、结论
(1)曲柄存在的条件
①连架杆与机架中必有一个是最短杆; ②最短杆与最长杆长度之和必小于 或等于其余两杆长度之和。

(2)铰链四杆机构判别方法
①最短杆为连架杆 ——曲柄摇杆机构 ②最短杆为机架 ——双曲柄机构 ③最短杆为连杆 ——双摇杆机构 +l
2

YES

lmin+lmax≤l1
NO

——双摇杆机构

练一练
3、请判断下列机构属于何类型?
120 100 90 30

答:曲柄摇杆机构

练一练
3、请判断下列机构属于何类型?

120 150 70 60

答:双摇杆机构

练一练
3、请判断下列机构属于何类型?

150
120

40
30

答:双曲柄机构

练一练
3、请判断下列机构属于何类型?
20

160

170

140 答:双摇杆机构

二、急回特性

定义:曲柄摇杆机构中,曲柄虽作等速转动, 而摇杆摆动时空回行程的平均速度却大 于工作行程的平均速度的这种性质。

分析:(急回特性)
?急回特性怎样定量分析? ?急回特性系数怎样定义? 工作行程
C1

空回行程
C

C2

?V空=?

从动件空回行程平均速度 V空 = K= 从动件工件行程平均速度 V工 V空= c 2c 1

?V工=?

t空 c 1c 2
t工

c 2c 1 = Φ2 ω

θ

ψ

B
ω φ1 B2 A φ2 D

V工=

c 1c 2 = Φ1 ω

B1

结论:
急回特性系数K
工作行程 空回行程
C

从动件空回行程平均速度 V空 = K= 从动件工件行程平均速度 V工 K= Φ1 Φ2 180?+θ = 180?-θ
B
ω φ1

C1

C2

θ B2 A φ2

ψ

D

B1

分析θ
?极位夹角θ

摇杆位于两极限位置时, 曲柄所夹的锐角。(定义)
180?+θ ?由K= 180?-θ K-1 θ=180? K+1
ω

空回行程 工作行程
C1 C C2

得θ的大小?
θ B φ1 ψ

B2
A φ2 D

B1

分析:

图片

有无 急回 特性



×

分析:
180?+θ 观察 K= 180?-θ
?θ=0? ,k=?,表示? k=1,无急回特性 ?θ≠0? ,k=?,表示? K>1,有急回特性

?θ↗,k如何变化,表示?
k ↗ ,急回特性愈显著

一、判断
(×) 1.曲柄摇杆机构中,摇杆两极限位置的夹 角称为极位夹角。 (√ ) 2.平面连杆机构急回特性可以缩短非生产 时间,提高工作效率。 (√ ) 3. 机构工作件的空回行程平均速度大于工 作行程平均速度的特性称为急回特性。

(× 4. 曲柄摇杆机构中,以曲柄为主动件, ) 摇杆为从动件,一定具有急回特性。

二、选择 1.有急回特性的平面连杆机构的行程速比 (B)
A
系数k为多少? A)k=1 B)k>1 C)k≥1 D)k<1 )2.图示曲柄摇 杆机构,该机 构的行程速比 系数k为多少? A)k=1 B)k>1 C)k=0 D)k<1



三、计算
如图所示,θ=30°,该机构的急回特性 系数k为多少? 空回行程
工作行程
C

180?+θ 解: k= 180? -θ 180? +30? = 180? -30? =1.4
ω

C1

C2

θ

ψ

B
φ1 B2

A
φ2

D

B1

总结:
一、铰链四杆机构中曲柄存在的条件及其 ①最短杆为连架杆—曲柄摇杆机构 判断方法
YES NO

②最短杆为机架—双曲柄机构 ③最短杆为连杆—双摇杆机构

lmin+lmax≤l1+l2 ——双摇杆机构
K= 180?+θ 180?-θ

二、急回特性

作业:
如图铰链四杆机构中, 以不同的杆件作机架, 得到何种类型?
C 120 D

150
130

以AB杆为机架,得双曲柄机构 。
以BC杆为机架,得曲柄摇杆机构 A 。 以CD杆为机架,得双摇杆机构 。 曲柄摇杆机构。 以DA杆为机架,得
50 B


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