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1、8-3 有关平面四杆机构的基本性质,运动特性 1.曲柄存在条件 2.急回特性 3.运动连续性,动力特性 1.压力角、传动角 2.死点,一、铰链四杆机构曲柄存在的条件 Grashoff定理,若使AB能够整周回转，必须使得以圆上任一点为中心，以杆长b为半径所形成的圆与圆有交点，即：,亦即：,B1、B2点为形成周转副的关键点。,在B1C1D中 a +d b +c (1),在B2C2D中,若： d a，则有： a +c d +b (2) a +b d +c (3),若： a d，则有： c +d a +b (4) b +d a+c (5),最短杆两端的转动副均为周转副；其余转动副为摆转副。,当铰链四杆
2、机构满足杆长条件时，,讨论,1）最短杆的邻边杆为机架时,3）最短杆的对边杆为机架时,l1+l2+l3 l4?,小结,2）最短杆为机架时,当铰链四杆机构不满足杆长条件时双摇杆机构（无周转副）,解1：,lmin=r； lmax=CD+e,思考：对心曲柄滑块机构有曲柄的条件？,二、急回运动特性(Quick return property),1. 概念,极位夹角 当输出构件在两极位时，原动件所处两个位置之间所夹的锐角。,极位输出构件的极限位置,摆角 两极限位置所夹的锐角,原动件作匀速转动，从动件作往复运动的机构，从动件正行程的平均速度慢于反行程的平均速度的现象急回运动(Quick-return),2.
3、 急回运动,急回运动机理,a)曲柄转过,所用时间：,b)曲柄转过,所用时间：,c)设两过程的平均速度为V1、V2：,回程速度大于正行程速度。,3. 行程速比系数K,为表明急回运动程度，用行程速度变化系数K(time ratio) 来衡量，作为机构的基本运动特征参数。定义为反正行程速度比，即,讨论： 当0时，机构具有急回运动特性； K ，急回运动特性愈显著。,对心曲柄滑块机构 =0， K=1，无急回运动,偏置曲柄滑块机构0， K1，有急回运动,例：曲柄滑块机构,摆动导杆机构,0， K1，有急回运动,急回运动特性的应用,三、四杆机构的压力角与传动角,压力角与传动角,压力角 (Pressure an
4、gle)不考虑摩擦时，机构输出构件上作用的力F与该力作用点的绝对速度方向所夹的锐角。,传动角 (Transmission angle)压力角的余角,机构常用传动角大小及变化来衡量机构传力性能的好坏。,() F 机构传动越有利,一般要求：,2. 最小传动角的位置,连接BD，在ABD中：,曲柄摇杆机构,在BCD中：,若此式为极值，则需 取极值，即,结论：,曲柄与机架共线时，出现最小传动角。,例：标出机构在图示位置的压力角与传动角,四、死点(Dead point), 机构传动角 = 0 (= 90)的位置,当机构处于死点位置时，整个机构无法运动，但在外界微小扰动力的作用下，会出现运动不确定现象。 以
5、往复运动构件为主动件的机构，通常存在死点。, = 90,当输出构件与连杆共线时，机构出现死点。,特别注意： 机构有无死点与原动件选取有关,曲柄滑块机构的死点位置,曲柄摇杆机构的死点位置,1、死点位置,2、机构通过死点采取的措施,对于传动机构来讲，死点是不利的，应采取措施使机构能顺利通过死点位置。,利用惯性, 缝纫机脚踏板机构,使各组机构的死点相互错开排列,机车车轮联动机构,3、死点的利用,工程实践中，常利用死点来实现特定的工作要求。,飞机起落架机构,工件夹紧机构,注意！,机构不能运动的三种情况的区别： 死点、自锁、F0,死点 不计摩擦时，机构传动角 = 0 (= 90)的特殊位置。利用惯性或其
6、它方法，机构可以通过该位置。,自锁 计入摩擦时，驱动力方向满足一定几何条件而使机构无法运动的现象，具有方向性。,F0 运动链为桁架。,五铰链四杆机构的运动连续性,1. 运动连续性当主动件连续运动时，从动件能否连续实现给定的各个位置的运动。,2. 可行域 当曲柄AB连续转动时，摇杆CD的摆动范围或,3. 不可行域由和所决定的范围,可行域,不可行域,可行域,不可行域,运动不连续问题有： 错位不连续 错序不连续,4. 错位不连续不连通的两个可行域内的运动不连续。,5. 错序不连续原动件按同一方向连续转动时，连杆不能按顺序通过给定的各个位置,图中，要求连杆依次占据B1C1、B2C2、B3C3，当AB沿逆时针转动可以满足要求，但沿顺时针转动，则不能满足连杆预期的次序要求。,铰链四杆机构的运动连续性,小结,曲柄存在条件,急回特性及行程速比系数,或：,四杆机构传动角、压力角及死点,() F 机构传动越有利,曲柄与机架共线时，出现最小传动角,错位不连续 错序不连续,
