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连杆机构的参数

已有 1105 次阅读 2022-6-9 21:36 |系统分类:科研笔记

连杆机构的参数

嗨!大家好!我介绍下我的参数。

我为什么能够动呢?因为有自由度。机构的自由度:机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目,即为了使机构的位置得以确定,必须给定的独立的广义坐标的数目,其数目常以F表示(计算公式为:F=3n-2PL-PH)。为了使机构具有确定的运动,则机构的原动件数目应等于机构的自由度的数目。如果机构的原动件数目小于机构的自由度,机构的运动将不完全确定。如果原动件数大于机构的自由度,则将导致机构中最薄弱的环节的损坏。

我能否构成呢?这与杆长有关系的,如果最长杆小于其他三杆之和,就能组成四杆机构的我,否则,我都没法构成。我能否有曲柄呢?这个是由有曲柄的条件确定的,即最长与最短杆之和小于等于其他两杆之和。如果满足这个杆长和条件,以最短杆的邻杆或最短本身做机架,都会有曲柄。

我工作时希望能尽可能提高传力效果,怎么衡量我传力的效果呢?对,用压力角来衡量传力效果。请看图1a,从动件C点的受力与运动方向的夹角是压力角。由于压力角不好直接测量,也可以用与压力角互余的传动角来衡量传力效果。您们看啊,传动角就是杆BC(连杆)和杆CD(摇杆)所夹的角。工程实践中,传动角越大越好,我一般希望最小传动角大于40-50°。最小传动角如何得到呢?看看图1b1c,曲柄与机架两次共线位置,连杆与摇杆之间夹角的最小值为最小传动角。

           连杆参数1.PNG 

1 压力角与传动角

我工作时很认真,信奉慢工出细活,回程时为了节省时间,运动很快。人们把这种特性称为急回特性。怎么表示急回特性呢?可以用极位夹角与行程速比系数来描述。极位夹角是指摇杆处于两个极限位置时,这时连杆与曲柄共线,连杆两个位置之间的夹角,如图2所示的θ。而行程速比系数,是回程速度与工作行程速度之比我通常情况下是有急回特性的,但有时也是没有的,您能设计出来吗?

连杆参数2.PNG

2 极位夹角

前面我说过,我通常是用曲柄输入运动,带动摇杆工作,但有时也往复摇动摇杆,使曲柄整周转动(如用在缝纫机、打谷机中)。当摇杆为主动件时,在曲柄与连杆共线的位置,无论在摇杆上施加多大的力,我都不能运动,这个位置是我的死点位置,如图3所示。

连杆参数3.PNG

3 死点

对于死点,我有时想办法克服,有时利用它做一些事情。

当需要避免死点时,我会在输出曲柄上安装飞轮(如内燃机安装的飞轮),借助飞轮的惯性,使机构闯过死点;或者借助特别的结构避免死点;或者采用多个相同机构驱动同一个曲柄,这些多套机构的相位相互错开,从而使各机构的死点位置不同以度过死点,分别如图4所示。

连杆参数4-1.PNG

4 克服死点的方法

当需要利用死点时,我就让机构工作在死点位置,可以夹紧工件、保障支撑工作可靠等,如图5所示。

              连杆参数5.PNG      

5 利用死点

我是怎么来的呢?后面会介绍我的设计方法,请听下回分解。谢谢。




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1 尤明庆

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