最新6第六章常见机构

图6-15 手摇唧筒
这种机构常用于抽油泵和手摇抽水唧筒（图6-15）。 解： ①分析：最短杆与最长杆长度之和=50+20=70<其余两杆长度之和 =30+45=75。最短杆为AD。 ②以AB或CD为机架，则最短杆AD为连架杆，机构为曲柄摇杆机构； 以BC为机架，则最短杆AD为连杆，机构为双摇杆机构；以最短杆AD为机 架，机构为双曲柄机构。
1）当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时： ①若最短杆为连架杆，则机构为曲柄摇杆机构； ②若最短杆为机架，则机构为双曲柄机构； ③若最短杆为连杆，则机构为双摇杆机构。 2）当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论 取何杆为机架，机构均为双摇杆机构。
图6-16 双曲柄机构 例：铰链四杆机构ABCD的各杆长度如图6-16所示。现分别以AB、BC、 CD和AD各杆为机架时，试判别其各属何种机构? 解： ①分析：最短杆与最长杆长度之和=50+20=70<其余两杆长度之和 =30+45=75。最短杆为AD。 ②以AB或CD为机架，则最短杆AD为连架杆，机构为曲柄摇杆机构； 以BC为机架，则最短杆AD为连杆，机构为双摇杆机构；以最短杆AD为机 架，机构为双曲柄机构。
２．导杆机构
若将图6-9所示的曲柄滑块机构的构件作为机架，则曲柄滑块机构 就演化为导杆机构，连架杆对滑块的运动起导向作用，称为导杆，它包 括转动导杆机构和摆动导杆机构两种形式。如图6-10所示，导杆均能绕 机架作整周转动，称为转动导杆机构。
图6-11 插床主机构（摆动导杆机构）
如图6-11所示，导杆4只能在某一角度内摆动，称为摆动导杆机构。 导杆机构具有很好的传力性能，常用于插床、牛头刨床和送料装置等机 器中。
6第六章常见机
● 铰链四杆机构的基本形式及应用 ● 其他形式的四杆机构及应用 ● 平行四杆机构的特征参数 ● 平行多杆机构简介
图6-7 车门启闭机构
图6-7所示为车门启闭机构，是反平行双曲柄机构的一个应用，它 使两扇车门朝相反的方向转动，从而保证两扇门能同时开启或关闭。
３．摇块机构
若将图6-9所示曲柄滑块机构的构件作为机架，则曲柄滑块机构就 演化为如图6-12所示的摇块机构。
图6-13 自动货车翻斗机构
构件l作整周转动，滑块3只能绕机架往复摆动。这种机构常用于摆 缸式原动机和气、液压驱动装置中，如图6-13所示的自动货车翻斗机构。
４．定块机构
若将图6-9所示曲柄滑块机构的滑块作为机架，则曲柄滑块机构就 演化为如图6-14所示的定块机构。
４．死点
图6-18所示的曲柄摇杆机构中，摇杆CD为原动件，曲柄AB为从动件。 当摇杆摆到极限位置C1D和C2D时，连杆与从动曲柄共线，机构两位置的压 力角a=90°，λ=0°，此时有效驱动力矩为零，不能使从动曲柄转动，机 构处于“卡死”或运动不确定状态（即工作件在该位置可能向反方向转 动），这个位置称为死点位置。
三．平行四杆机构的特征参数
1．铰链四杆机构存在曲柄的条件
机构中有无曲柄、有几个曲柄是铰链四杆机构的重要特征。有无曲 柄的存在必须满足以下两个条件：
（1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。 （2）最短杆为机架或连架杆。
根据以上条件，我们可得进行铰链四杆机构基本类型的判别，方法 如下：
衡量机构传力性能的特性参数是压力角。但在具体应用中，为了直 观的从机构运动简图中以连杆和从动件所夹的锐角δ来判别机构传力性 能的优劣，引入传动角λ。它是压力角的余角。
λ=90°- a=180°- δ 传动角λ越大，机构的传力性能越好。在机构运动过程中，压力角 和传动角的大小是随机构位置而变化的。为保证机构传力良好，设计时 须限定最小传动角λmin≥40°~50°。曲柄摇杆机构的最小传动角 λmin必出现在曲柄AB与机架AD两次共线位置之一。 在平面四杆机构中，导杆机构具有最好的传力性能。
３．压力角和传动角
在不计摩擦力，惯性力和重力时，从动件上受力点的速度方向与所 受作用力方向之间所夹的锐角，称为机构的压力角，用a表示。
在图6-18所示曲柄摇杆机构中，由于不计摩擦，连杆BC为二力杆， 任一瞬时曲柄通过连杆作用于从动件上的驱动力F均沿BC方向，受力点C 的瞬时速度方向垂直于CD杆。力F与瞬时速度ωr之间所夹的锐角。即为 机构该位置的压力角。力F可分解为沿ωc方向的有效分力F=Fcosa和有 害分力Fn=Fsina。显然，压力角。越小，有效分力F，越大，对机构传 动越有利。
２．平面四杆机构的极限位置
曲柄摇杆机构、摆动导杆机构和曲柄滑块机构中，当曲柄为原动件 时，从动件作往复摆动或往复移动，存在左、右两个极限位置，如图617所示。内燃机活塞连杆机构中活塞的上止点和下止点即曲柄滑块机构 的两极限位置。
图6-18 曲柄摇杆机构的压力角和传动角 在图6-18中，主动曲柄AB顺时针匀速转动，从动摇杆CD在两个极限位 置间作往复摆动，当曲柄从AB1转到AB2时，从动摇杆从CD1摆动到CD2；当曲 柄从AB2转到AB1时，从动摇杆从CD2摆动到CD1；在实际生产中，常把CDl到 CD2设为工作行程，CD2到CD1设为空回行程，空回行程比工作行程需要的时 间短，返回速度比工作行程快，这就是平面四杆机构的急回特性。它能满足 某些机械的工作要求，如牛头刨床和插床，其工作行程要求速度慢而均匀以 提高加工质量，空回行程要求速度快以缩短非工作时间，提高工作效率。
图6-８ 汽车前轮转向机构
在正平行双曲柄机构中，当各构件共线时，可能出现从动曲柄与主 动曲柄转向相反的现象，即运动不梯形；当汽车转弯时，两摇杆摆过不 同的角度，使两前轮转动轴线汇交于后轮轴线上的O点，以确保车辆转 弯的每一瞬时，四个轮子与地面之间均绕O点作纯滚动，如图6-8所示。
二．其他形式的四杆机构及应用
1．曲柄滑块机构 将曲柄摇杆机构的摇杆长度取无穷大时，曲柄摇杆机构中的摇杆将 转化为沿直线运动的滑块，成为曲柄滑块机构。曲柄滑块机构广泛用于 回转运动与往复移动之间的转换。在如图6-9所示的汽车发动机活塞一 连杆机构中，将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，或是将活塞的 往复运动转化为曲轴的回转运动。