从动件相对于机架作往复运动(摆动或移动)的连杆机构,从动件正行程和反行程的位移量相同,而所需的时间一般并不相等,正反两个行程的平均速度也就不相等。这种现象称为机构的急回特性。在工程实际中,为了提高生产率,保证产品质量,常常使从动件的慢速运动行程为工作行程,而从动件的快速运动行程为空回行程。因此,正确分析平面连杆机构的急回特性,在机构分析和设计中具有很重要意义。为反应急回特性的相对程度,引入从动件行程速度变化系数,用K表示,其值为从动件快行程平均速度与从动件慢行程平均速度的比值(K≥1)
在图111所示的曲柄摇杆机构中,曲柄与连杆重叠共线的AB1和拉直共线的AB2分别对应于从动件的两个极限位置C1D和C2D,矢径AB1和AB2将以A为圆心、曲柄长为半径的圆分割为圆心角不等的两部分,其中圆心角较大的用α1(≥180°)表示,小者用α2(≤180°)表示,由
α1180°+θ,α2180°-θ可得
θ(α1-α2)/2若曲柄以匀速转过α1和α2对应的时间为t1(对应于从动件慢行程)和t2(对应于从动件快行程),则根据行程速度变化系数的定义,有:
f本科毕业设计说明书(论文)第8页共42页
180ok1k1
因此,机构的急回特性也可以用θ角来表示,由于θ与从动件极限位置对应的曲柄位置有关,故称其为极位夹角。对于曲柄摇杆机构,极位夹角即为∠C1AC2。其值与机构尺寸有关,可能小于90°,也可能大于90°,一般范围为0°到180°。
图111曲柄摇杆机构的行程速比系数分析
除曲柄摇杆机构外,偏置曲柄滑块机构和导杆机构也有急回特性。如图112所示的偏置曲柄滑块机构,极位夹角为θ∠C1AC2<90°滑块慢行程的方向与曲柄的转向和偏置方向有关。当偏距e0时,θ0,即对心曲柄滑块机构无急回特性。
f本科毕业设计说明书(论文)第9页共42页
图112偏置曲柄滑块机构
图113表示了摆动导杆机构的极位夹角,其取值范围为(0°,180°),并有ψθ。导杆慢行程摆动方向总是与曲柄转向相同8。
图113转动导杆机构
43压力角和传动角在图114所示的曲柄摇杆ABCD中,若不考虑构件的惯性力和运动副中的摩擦力的影响,当曲柄AB为主动件时,则通过连杆BC作用于从动件摇杆CD上的力P即沿BC方向。该力P的作用线与其作用点C的绝对速度υc之间所夹的锐角α称为压力角。
f本科毕业设计说明书(论文)第10页共42页
图114曲柄摇杆机构的压力角分析
由图可见,力P可分解为沿点C绝对速度υc方向的分力Pt及沿构件CD方向的分力P
,P
只能使铰链C及D产生径向压r