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職教VR仿真資源|機械設計必備!機械經典之平面連桿機構,再也不愁連桿裝備了
連桿機構的應用十分廣泛,它不僅在眾多工農業機械和工程機械中得到廣泛應用,而且諸如人造衛星太陽能板的展開機構、機械手的傳動機構、折疊傘的收放機構及人體假肢等也都用連桿機構。連桿機構的共同特點是,原動件的運動都要經過一個不與機架直接相連的中間構件才能傳動從動件,故稱之為連桿機構。根據連桿機構中各構件間的相對運動為平面運動還是空間運動,連桿機構可分為平面連桿機構和空間連桿機構兩大類,在一般機械中應用最多的是平面連桿機構,其中平面四桿機構不僅應用特別廣泛,而且常是多桿機構的基礎。
今天100唯爾教育小編就結合100唯爾教育《機械原理》課程及其VR仿真資源來介紹平面四桿機構的基本型式及具體應用。
鉸鏈四桿機構是平面四桿機構的基本型式,其他型式的四桿機構可以認為是它的演化型式。在此機構中AD為機架、AB/CD兩桿與機架相連稱為連架桿,BC為連桿。而在連架桿中,能作整周回轉者稱為曲柄只能在一定范圍內擺動者稱為搖桿。
在鉸鏈四桿機構中各運動副都是轉動副。如組成轉動副的兩構件能相對整周轉動,則稱其為周轉副,而不能作相對整周轉動者則稱為擺轉副。
圖為100唯爾教育鉸鏈四桿機構
1.曲柄搖桿機構
鉸鏈四桿機構的兩個連架桿中,若一個為曲柄,另一個為搖桿,則稱其為曲柄搖桿機構。在曲柄搖桿機構中,若以曲柄為原動件時,可將曲柄的連續運動轉變為搖桿的往復擺動。應用甚廣,雷達天線俯仰搜索機構即為一例。
圖為100唯爾教育雷達天線
若以搖桿為原動件時,可將搖桿的擺動轉變為曲柄的整周轉動。則在以人力為動力的機械中應用較多。
2.雙曲柄機構
若鉸鏈四桿機構中的兩個連架桿均為曲柄,則稱其為雙曲柄機構。在此機構中,當主動曲柄作勻速轉動時,從動曲枘則作變速運動。
在雙曲柄機構中,若相對兩桿平行且長度相等,則稱其為平行邊形機構。它有兩個顯著特點:一是兩曲柄以相同速度同向轉動,二是連桿作平動。若兩相對桿的長度分別相等但不平行,則稱其為逆平行(或反平行)四邊形機構。當以其長邊為機架時,兩曲柄沿相反的方向轉動,當以其短邊為機架時,其性能和一般雙曲柄機構相似。
圖為100唯爾教育雙曲柄機構
平行四邊形機構的兩個特性在機械工程上的應用很多。如車門開閉機構和汽車前輪轉向機構則利用了反平行四邊形機構兩曲柄方向轉動的特性。
圖為100唯爾教育車門開閉機構
3.雙搖桿機構
若鉸鏈四桿機構的兩個連架桿都是搖桿,則稱其為雙搖桿機構。鶴式起重機的主體結構就是一個雙搖桿機構。它是利用連桿上某點有一段近似水平直線的軌跡,作為起重機吊鉤的運動軌跡,這種吊鉤移動中只作水平移動重物時避免不必要的升高重物造成的功能消耗。
圖為100唯爾教育鶴式起重機
在雙搖桿機構中,若兩搖桿長度相等并最短,則構成等腰梯形機構,汽車前輪轉向機構就是應用例子之一。
圖為100唯爾教育汽車前輪轉向機構
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