平面连杆机构的存在条件
动力机的驱动轴一般整周转动,因此机构中被驱动的主动件应是绕机架作整周转动的曲柄在形成铰链四杆机构的运动链中,a、b、c、d既代表各杆长度又是各杆的符号。当满足最短杆和最长杆之和小于或等于其他两杆长度之和时,若将最短杆或其邻杆固定其一,则另一杆即为曲柄。急回系数 在曲柄等速运动、从动件变速运动的连杆机构中,要求从动件能快速返回,以提高效率。即(图2)k称为急回系数。压力角 如图2a中的曲柄摇杆机构,若不计运动副的摩擦力和构件的惯性力,则曲柄a通过连杆b作用于摇杆c上的力P,与其作用点B的速度vB之间的夹角α称为摇杆的压力角。压力角越大,P在vB方向的有效分力就越小,传动也越困难,压力角的余角γ称为传动角。在机构设计时应限制其最大压力角或最小传动角。死点 在曲柄摇杆机构中,若以摇杆为主动件,则当曲柄和连杆处于一直线位置时,连杆传给曲柄的力不能产生使曲柄回转的力矩,以致机构不能起动,这个位置称为死点。机构在起动时应避开死点位置,而在运动过程中则常利用惯性来过渡死点。
平面连杆机构的基本问题
平面连杆机构的运动设计一般可归纳为以下三类基本问题:1) 实现构件给定位置(亦称刚体导引),即要求连杆机构能引导某构件按规定顺序精确或近似地经过给定的若干位置。2) 实现已知运动规律(亦称函数生成),即要求主、从动件满足已知的若干组对应位置关系,包括满足一定的急回特性要求,或者在主动件运动规律一定时,从动件能精确或近似地按给定规律运动。3) 实现已知运动轨迹(亦称轨迹生成),即要求连杆机构中作平面运动的构件上某一点精确或近似地沿着给定的轨迹运动。在进行平面连杆机构运动设计时,往往是以上述运动要求为主要设计目标,同时还要兼顾一些运动特性和传力特性等方面的要求,如整转副要求、压力角或传动角要求、机构占据空间位置要求等。另外,设计结果还应满足运动连续性要求,即当主动件连续运动时,从动件也能连续地占据预定的各个位置,而不能出现错位或错序等现象。平面连杆机构运动设计的方法主要是几何法和解析法,此外还有图谱法和模型实验法。几何法是利用机构运动过程中各运动副位置之间的几何关系,通过作图获得有关运动尺寸,所以几何法直观形象,几何关系清晰,对于一些简单设计问题的处理是有效而快捷的,但由于作图误差的存在,所以设计精度较低。解析法是将运动设计问题用数学方程加以描述,通过方程的求解获得有关运动尺寸,故其直观性差,但设计精度高。随着数值计算方法的发展和计算机的普及应用,解析法已成为各类平面连杆机构运动设计的一种有效方法。