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教材例8-1如圖8-44a所示的偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,設(shè)曲柄AB的長(zhǎng)度為r,連桿BC的長(zhǎng)度為l,滑塊C的行程為H,偏距為e?,F(xiàn)需求:1)確定桿AB為曲柄的條件;2)分析此機(jī)構(gòu)是否存在急回運(yùn)動(dòng)?若有,其行程速度變化系數(shù)為多少?3)若以桿AB為主動(dòng)件,試確定該機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γmin的位置;4)試問(wèn)該機(jī)構(gòu)在何種情況下有死點(diǎn)位置?5)若機(jī)構(gòu)為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu),上述情況又如何?2023最新整理收集do
something對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)王樹(shù)才1)由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)條件可知當(dāng)桿AB為最短桿時(shí),AB桿為曲柄。2)用作圖法(P125)作出該機(jī)構(gòu)的兩個(gè)極位AB1C1及AB2C2,因極位夾角故此機(jī)構(gòu)有急回運(yùn)動(dòng)。其行程速度變化系數(shù)為C1B1B2HC2偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2AB134eCab,有急回特性。B1B2HH=2a,,無(wú)急回特性。314A對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)B2CabC1C2王樹(shù)才王樹(shù)才3)當(dāng)機(jī)構(gòu)以曲柄AB為原動(dòng)件時(shí),從動(dòng)件(滑塊)CD∞與連桿BC所夾的銳角即為傳動(dòng)角。其最小傳動(dòng)角γmin將出現(xiàn)在曲柄AB與機(jī)架AD∞共線(xiàn)的兩個(gè)位置之一,量出γ的兩個(gè)位置角度來(lái)比較,可知最小傳動(dòng)角4)當(dāng)機(jī)構(gòu)以曲柄AB為原動(dòng)件,最小傳動(dòng)角γmin≠0,故機(jī)構(gòu)無(wú)死點(diǎn)位置。但當(dāng)機(jī)構(gòu)以滑塊C為主動(dòng)件時(shí),因機(jī)構(gòu)從動(dòng)件曲柄AB與連桿BC存在兩個(gè)共線(xiàn)位置,故有兩個(gè)死點(diǎn)位置,即為AB1C1及AB2C2。王樹(shù)才5)若機(jī)構(gòu)為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(如圖8-44b),因其e=0,故θ=0o。a)當(dāng)r≤l時(shí),AB桿為曲柄;b)無(wú)急回運(yùn)動(dòng);c)以曲柄AB為原動(dòng)件時(shí),從動(dòng)件(滑塊)CD∞與連桿BC所夾的兩次傳動(dòng)角γ相等。d)當(dāng)機(jī)構(gòu)以曲柄AB為原動(dòng)件,最小傳動(dòng)角γmin≠0,故機(jī)構(gòu)無(wú)死點(diǎn)位置。但當(dāng)機(jī)構(gòu)以滑塊C為主動(dòng)件時(shí),因機(jī)構(gòu)從動(dòng)件曲柄AB與連桿BC存在兩個(gè)共線(xiàn)位置,故有兩個(gè)死點(diǎn)位置。8-6如圖所示,設(shè)已知四桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的長(zhǎng)度a=240mm,b=600mm,c=400mm,d=500mm。試問(wèn):⑴當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí),是否有曲柄存在?⑵若各桿長(zhǎng)度不變,能否以選不同桿為機(jī)架的辦法獲得雙曲柄機(jī)構(gòu)?如何獲得?⑶若a、b、c三桿的長(zhǎng)度不變,取桿4為機(jī)架,要獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu),d的取值范圍應(yīng)為何值?ABCDabcd1234題8-6圖
解:⑴桿1為最短桿,桿2為最長(zhǎng)桿。因?yàn)閍+b<c+d滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件,且最短桿1為連架桿,所以該機(jī)構(gòu)有曲柄。桿1為曲柄。
⑵因?yàn)闄C(jī)構(gòu)滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件,所以通過(guò)選不同桿為機(jī)架的辦法獲得雙曲柄機(jī)構(gòu)。當(dāng)以最短桿為機(jī)架時(shí),獲得雙曲柄機(jī)構(gòu)。
⑶欲獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu),應(yīng)滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件:①桿長(zhǎng)條件;②桿1為最短桿。關(guān)于d的取值范圍討論如下。若桿4是最長(zhǎng)桿,則有a+d≤b+c,故
d≤b+c-a=760mm
若桿4不是最長(zhǎng)桿,則有a+b≤c+d,故d≥a+b-c=440mm所以欲獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu),d的取值范圍為440mm≤d≤760mm。8-8在圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,各桿的長(zhǎng)度為l1=28mm,l2=52mm,l3=50mm,l4=72mm,試求:
⑴當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí),該機(jī)構(gòu)的極位夾角θ、桿3的最大擺角φ、最小傳動(dòng)角γmin和行程速比系數(shù)K;
⑵當(dāng)取桿1為機(jī)架時(shí),將演化成何種類(lèi)型的機(jī)構(gòu)?為什么?并說(shuō)明這時(shí)C、D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是周轉(zhuǎn)副還是擺轉(zhuǎn)副;
⑶當(dāng)取桿3為機(jī)架時(shí),又將演化成何種類(lèi)型的機(jī)構(gòu)?這時(shí)A、B兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是否仍為周轉(zhuǎn)副?θφ123ADCB4B1B2C1C2B3C3B4C4
γminγ習(xí)題8-8解:⑴(6分)極位夾角θ(主動(dòng)曲柄與連桿兩個(gè)共線(xiàn)位置之間的夾角)、最大擺角φ(主動(dòng)曲柄與連桿兩個(gè)共線(xiàn)位置時(shí),搖桿所處兩個(gè)極限位置之間的夾角)、最小傳動(dòng)角γmin(主動(dòng)曲柄與機(jī)架共線(xiàn)的兩個(gè)位置之一處)如圖所示。⑵(2分)因?yàn)闈M(mǎn)足桿長(zhǎng)條件(l1+l4<l2+l3),且以最短桿1為機(jī)架,所以將演化成雙曲柄機(jī)構(gòu)。這時(shí)C、D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副仍是擺轉(zhuǎn)副。⑶(2分)因?yàn)闈M(mǎn)足桿長(zhǎng)條件(l1+l4<l2+l3),且以最短桿1為連桿,所以將演化成雙搖桿機(jī)構(gòu)。這時(shí)A、B兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副仍是周轉(zhuǎn)副。例題1:在圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,已知最短桿a=100mm,最長(zhǎng)桿b=300mm,c=200mm,⑴若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu),試求d的取值范圍;⑵若以a為原動(dòng)件,當(dāng)d=250mm時(shí),用作圖法求該機(jī)構(gòu)的極位夾角θ和最小傳動(dòng)角γmin的大小。ABCDabcdω⑴此機(jī)構(gòu)成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的條件是:①滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件;②桿AB為最短桿。當(dāng)桿AD不是最長(zhǎng)桿時(shí)(100mm≤d≤300mm),有a+b≤c+d,所以d≥a+b-c=100+300-200=200mm因此d的取值范圍為200mm≤d≤300mm(4分)⑵如圖所示,極位夾角θ=∠C1AB2,最小傳動(dòng)角γmin=∠B3C3D(6分)ABCDabcdωABCDabcdωB1B2B3B4C1C2C3C4θγminγ例題2:圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。已知lAB=62mm,lBC=40mm,lCD=60mm,lAD=19mm。試問(wèn):⑴該機(jī)構(gòu)為何種類(lèi)型機(jī)構(gòu),有無(wú)曲柄存在?如有,指出哪個(gè)構(gòu)件是曲柄;⑵當(dāng)以lAB為主動(dòng)件時(shí),標(biāo)注出從動(dòng)件的壓力角。ABCD題圖解⑴(5分)因?yàn)闄C(jī)架AD為最短桿,且lAD+lAB<lBC+lCD,所以該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。兩連架桿AB、CD均為曲柄。⑵(5分)從動(dòng)件CD的壓力角α如答圖所示。題答圖ABCDα例題3:圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)(μL=2mm/mm),已知各桿長(zhǎng)度lAB=20mm,lBC=60mm,lCD=85mm,lAD=50mm。要求:⑴試確定該機(jī)構(gòu)是否有曲柄;⑵若以構(gòu)件AB為原動(dòng)件,判斷此機(jī)構(gòu)是否存在急回運(yùn)動(dòng),若存在,試畫(huà)圖確定其極位夾角θ;⑶若以構(gòu)件AB為原動(dòng)件,試畫(huà)出該機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角γmin的位置;⑷回答:在什么情況下機(jī)構(gòu)有死點(diǎn)位置?⑸若AB、BC、CD三桿的長(zhǎng)度不變,取桿AD為機(jī)架,要獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu),lAD的取值范圍應(yīng)為何值?ABCD題4圖答:
⑴因lAB+lCD=20+85=105﹤lBC+lAD=60+50=110,且連架桿AB為最短桿,故該機(jī)構(gòu)有曲柄,且AB桿為曲柄。此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。(3分)⑵∠C1AC2=θ為極位夾角,故此機(jī)構(gòu)有急回運(yùn)動(dòng)。(3分)⑶最小傳動(dòng)角γmin=∠B″C″D。(3分)⑷若以搖桿CD為主動(dòng)件,則當(dāng)曲柄AB與連桿BC共線(xiàn)時(shí),γ=0°,有死點(diǎn)位置。(3分)ABCDB1B2C1C2B′B″C′C〞
θ
γmin題4答圖γ⑸欲獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu),桿AB一定是最短桿,即lAD﹥lAB=20㎜。①當(dāng)桿AD是最長(zhǎng)桿時(shí)(lAD﹥lCD=85㎜),有
lAB+lAD≤lBC+lCD,即lAD≤lBC+lCD-lAB=125
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