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      給你專業點的吧 第二章 平面連桿機構

      案例匯入:透過雷達天線、汽車雨刮器、攪拌機等實際應用的機構分析引入四杆機構的概念,介紹四杆機構的組成、基本形式和工作特性。

      第一節 鉸鏈四杆機構

      一、鉸鏈四杆機構的組成和基本形式

      1.鉸鏈四杆機構的組成

      如圖1-14所示,鉸鏈四杆機構是由轉動副將各構件的頭尾聯接起的封閉四杆系統,並使其中一個構件固定而組成。被固定件4稱為機架,與機架直接鉸接的兩個構件1和3稱為連架杆,不直接與機架鉸接的構件2稱為連桿。連架杆如果能作整圈運動就稱為曲柄,否則就稱為搖桿。

      2.鉸鏈四杆機構的型別

      鉸鏈四杆機構根據其兩個連架杆的運動形式的不同,可以分為曲柄搖桿機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構三種基本形式。

      (1)曲柄搖桿機構。在鉸鏈四杆機構中,如果有一個連架杆做迴圈的整週運動而另一連架杆作搖動,則該機構稱為曲柄搖桿機構。如圖2-1所示曲柄搖桿機構,是雷達天線調整機構的原理圖,機構由構件AB、BC、固連有天線的CD及機架DA組成,構件AB可作整圈的轉動,成曲柄;天線3作為機構的另一連架杆可作一定範圍的擺動,成搖桿;隨著曲柄的緩緩轉動,天線仰角得到改變。如圖2-2所示汽車刮雨器,隨著電動機帶著曲柄AB轉動,刮雨膠與搖桿CD一起擺動,完成刮雨功能。如圖2-3所示攪拌器,隨電動機帶曲柄AB轉動,攪拌爪與連桿一起作往復的擺動,爪端點E作軌跡為橢圓的運動,實現攪拌功能。

      (2)雙曲柄機構。在鉸鏈四杆機構中,兩個連架杆均能做整週的運動,則該機構稱為雙曲柄機構。如圖2-4所示慣性篩的工作機構原理,是雙曲柄機構的應用例項。由於從動曲柄3與主動曲柄1的長度不同,故當主動曲柄1勻速回轉一週時,從動曲柄3作變速回轉一週,機構利用這一特點使篩子6作加速往復運動,提高了工作效能。當兩曲柄的長度相等且平行佈置時,成了平行雙曲柄機構,如圖2-5a)所示為正平行雙曲柄機構,其特點是兩曲柄轉向相同和轉速相等及連桿作平動,因而應用廣泛。火車驅動輪聯動機構利用了同向等速的特點;路燈檢修車的載人升斗利用了平動的特點,如圖2-6a、b)所示。如圖2-5b)為逆平行雙曲柄機構,具有兩曲柄反向不等速的特點,車門的啟閉機構利用了兩曲柄反向轉動的特點,如圖2-6c)所示。

      (3)雙搖桿機構。兩根連架杆均只能在不足一週的範圍內運動的鉸鏈四杆機構稱為雙搖桿機構。如圖2-7所示為港口用起重機吊臂結構原理。其中,ABCD構成雙搖桿機構,AD為機架,在主動搖桿AB的驅動下,隨著機構的運動連桿BC的外伸端點M獲得近似直線的水平運動,使吊重Q能作水平移動而大大節省了移動吊重所需要的功率。圖2-8所示為電風扇搖頭機構原理,電動機外殼作為其中的一根搖桿AB,蝸輪作為連桿BC,構成雙搖桿機構ABCD。蝸桿隨扇葉同軸轉動,帶動BC作為主動件繞C點擺動,使搖桿AB帶電動機及扇葉一起擺動,實現一臺電動機同時驅動扇葉和搖頭機構。圖2-9所示的汽車偏轉車輪轉向機構採用了等腰梯形雙搖桿機構。該機構的兩根搖桿AB、CD是等長的,適當選擇兩搖桿的長度,可以使汽車在轉彎時兩轉向輪軸線近似相交於其它兩輪軸線延長線某點P,汽車整車繞瞬時中心P點轉動,獲得各輪子相對於地面作近似的純滾動,以減少轉彎時輪胎的磨損。

      二、鉸鏈四杆機構中曲柄存在的條件

      1.鉸鏈四杆機構中曲柄存在的條件

      鉸鏈四杆機構的三種基本型別的區別在於機構中是否存在曲柄,存在幾個曲柄。機構中是否存在曲柄與各構件相對尺寸的大小以及哪個構件作機架有關。可以證明,鉸鏈四杆機構中存在曲柄的條件為:

      條件一:最短杆與最長杆長度之和不大於其餘兩杆長度之和。

      條件二:連架杆或機架中最少有一根是最短杆。

      2.鉸鏈四杆機構基本型別的判別準則

      (1)滿足條件一但不滿足條件二的是雙搖桿機構;

      (2)滿足條件一而且以最短杆作機架的是雙曲柄機構;

      (3)滿足條件一而且最短杆為連架杆的是曲柄搖桿機構;

      (4)不滿足條件一是雙搖桿機構。

      【實訓例2-1】 鉸鏈四杆機構ABCD如圖2-10所示。請根據基本型別判別準則,說明機構分別以AB、BC、CD、AD各杆為機架時屬於何種機構。

      解:經測量得各杆長度標於圖2-10,分析題目給出鉸鏈四杆機構知,最短杆為AD = 20,最長杆為CD = 55,其餘兩杆AB = 30、BC = 50。

      因為 AD+CD = 20+55 = 75

      AB+BC = 30+50 = 80 > Lmin+Lmax

      故滿足曲柄存在的第一個條件。

      1)以AB或CD為機架時,即最短杆AD成連架杆,故為曲柄搖桿機構;

      2)以BC為機架時,即最短杆成連桿,故機構為雙搖桿機構;

      3)以AD為機架時,即以最短杆為機架,機構為雙曲柄機構。

      第二節 平面四杆機構的其它形式

      一、曲柄滑塊機構

      二、導杆機構

      三、搖塊機構和定塊機構

      四,凸輪機構

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