機(jī)械專業(yè)外文文獻(xiàn)翻譯-外文翻譯--連桿機(jī)構(gòu)

- 1 - 連桿機(jī)構(gòu) 連桿存在于車庫門裝置，汽車擦裝置，齒輪移動裝置中。它是一給予很少關(guān)注的機(jī)械工程學(xué)的組成部分。 聯(lián)桿是具有兩個或更多運(yùn)動副元件的剛性機(jī)構(gòu)，用它的連接是為了傳遞力或運(yùn)動 。在每個機(jī)器中， 在運(yùn)動期間，聯(lián)桿或者占據(jù)一相對于地面的固定位置或者作為一個整體來承載機(jī)床 。這些連桿是機(jī)器主體被稱為固定連桿。 基于由循環(huán)的或滑動的分界面的元件連接的布局被稱作連接 。 這類旋轉(zhuǎn)的和菱形的連接機(jī)構(gòu)被稱作低副 。 高副基于接觸點(diǎn)或彎曲分界面的 。低 副的例子包括鉸鏈循環(huán)的軸承和滑道以及萬向接頭 。高 副的例子包括通信區(qū)主站和齒輪 。 動力分析得到， 根據(jù)機(jī)件幾何學(xué)有利條件研究是一特別的機(jī)構(gòu) ,它是識別輸入角速度和角加速度等等的運(yùn)動 。 運(yùn)動合成作用是處理機(jī)構(gòu)設(shè)計到完成完成要求的任務(wù)。 這里 , 兩者的選擇類型和新的機(jī)制尺寸可能是運(yùn)動學(xué)的綜合部份。 平面的、空間性的和球面運(yùn)動機(jī)構(gòu) 平面的機(jī)構(gòu)是其中全部的點(diǎn)描述平面曲線是間隔和全部平面是共面的 ， 大多數(shù)連桿和機(jī)構(gòu)被設(shè)計成這樣，例如刨床體系。主要的理由是這個平面的體系對工程師來說更方便。計算機(jī)綜合法對工程師來說空間性的裝置會有更多的麻煩。平面低副機(jī)構(gòu)被稱作二維的連接裝置。平面的連接僅僅包括旋轉(zhuǎn)的和一對等截面的使用。 空間 機(jī)構(gòu)沒有對相對運(yùn)動的點(diǎn)的限制。平 面的和球面運(yùn)動機(jī)構(gòu)是亞墊鐵等鍛工工具的空間機(jī)構(gòu)?？臻g機(jī)構(gòu)的連接不是被認(rèn)為這時候被記錄。球面運(yùn)動機(jī)構(gòu)有一接觸點(diǎn)接通各個連桿，它是不動的并且平穩(wěn)點(diǎn)在所有當(dāng)中聯(lián)桿場中工作。在所有機(jī)件當(dāng)中，運(yùn)動是同心并且由他們的盲區(qū)接通球面表現(xiàn)出來，它是集中于普遍的定位。 空間機(jī)構(gòu)的連接認(rèn)為不是這時候被記錄。 可動性 連桿在運(yùn)動中所表現(xiàn)的自由度數(shù)是一個很重要的問題。為了使裝置被送到指定位置應(yīng)控制獨(dú)立的活動自由度 。它可能是由桿的數(shù)量和連接方式?jīng)Q定的。一自由連桿通常有 3個自由度 (x , y, )。由于 自由度數(shù)的限制在 常把一個桿固定。自由度數(shù) =3(連接二連桿的機(jī)構(gòu)有兩個自由度約束的增加。有兩個約束的二連桿連接，其中一個自由度是來約束這個系統(tǒng)的。有一個約束的連桿機(jī)構(gòu)的自由度是 兩個約束的連桿機(jī)構(gòu)的自由度是 個系統(tǒng)的自由度數(shù)可表示為 m = 3 (- 2 j 1 - j 2 以下為可動的連桿機(jī)構(gòu)裝置的示例 - 2 - 0是這個體系中可動的機(jī)構(gòu)。系統(tǒng)中僅僅由一連桿的位置固定可以將可動 1安裝在固定位置。系統(tǒng)中需要一個可動的 2與兩個連桿來確定連接位置。 這是個一般的規(guī)則，但也存在例外，它可以作為一個可動性連桿布局的很有用的參考。 格朗定律 當(dāng)設(shè)計一連接連桿時，在連續(xù)地旋轉(zhuǎn)連桿處，例如由一馬達(dá)輸入時，連線可以自由地旋轉(zhuǎn)完全運(yùn)行驅(qū)動是很重要的。如果連桿鎖在任一點(diǎn)則方案不會工作。四桿聯(lián)動機(jī)構(gòu)和 。 格朗 的定律如下 ： b(短的鏈環(huán) )+c(長的鏈環(huán) )<a+d 四個典型的四連桿機(jī)構(gòu) 注意：如果非之上情況則只有連桿滑塊機(jī)構(gòu)可行。 四連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) - 3 - 四連桿機(jī)構(gòu)按比例增大了施加在主動桿上的輸入扭矩?？梢宰C明其正比例系數(shù)是 )其中 是 c、 d 兩桿之間的角度。反比例于 )。其中 是 b、 些角度不恒定，因此很明顯，機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是規(guī)律性的變幻 。 如下圖顯示當(dāng)角度 =0 o 或則 =180 o 時接近于無限增矩機(jī)構(gòu)。這些位置是極限位置， 這些位置使四連桿機(jī)構(gòu)可以用于夾具機(jī)構(gòu)。 角 被叫做“傳輸角度” 。當(dāng) 傳輸角度的 趨于無限小時，機(jī)構(gòu)的增距接近于 0。在這樣的情況下連桿容易因為很小的摩擦而產(chǎn)生自鎖。 一般來說，當(dāng)使用四連桿機(jī)構(gòu)時，避免采用低于 400 到 500 的傳輸角度。 弗洛伊德方程 這些方程提供了確定內(nèi)外連桿位置及連桿長度的簡單代數(shù)學(xué)方法。 假設(shè) 四連桿機(jī)構(gòu)如下所示： 四連桿的位置矢量如下： l 1 + l 2 + l 3 + l 4 = 0 水平位移方程： l 1 1 + l 2 2 + l 3 3 + l 4 4 = 0 垂直位移方程： l 1 1 + l 2 2 + l 3 3 + l 4 4 = 0 假設(shè) 1 = 1800 1 = 0 = l 1 + l 2 + l 3 + l 4 4 = 0 l 2 2 + l 3 3 + l 4 4 = 0 - 4 - 方程兩邊同時消去 l 3： l 32 3 = (l 1 - l 2 2 - l 4 4 ) 2 l 32 3 = ( - l 2 2 - l 4 4) 2 由以上兩式可得如下關(guān)系 2 - 4 ) = 2 4 + 2 4 ) 1 結(jié)果如下所示 弗洛伊德方程得出這樣的參數(shù)關(guān)系結(jié)論 K 1 2 + K2 4 + K 3 = 2 - 4 ) l 1 / l 2 ( l 32 - l 12 - l 22 - l 2 4 ) / 2 l 2 l 4 這個方程符合四連桿機(jī)構(gòu)的有限元分析。如果外連桿機(jī)構(gòu)中的三個參量已知，那么可以由公式得出其他連桿的位置與長度參數(shù)。 連桿的速度矢量 桿上一點(diǎn)的速度必須與桿的軸向垂直否則連桿的長度將產(chǎn)生變化。在 B 下的連桿速度為 向垂直于 ，速度矢量圖如 下： 考慮到下面四連桿機(jī)構(gòu)的實例，速度矢量圖表示如下： 1） A 和 D 相連并固定，相對加速度 =0， A 和 D 位于同一點(diǎn) 2） B 點(diǎn)相對 A 點(diǎn)加速是 直于 。 3） C 點(diǎn)相對 D 點(diǎn)速度通過 D 點(diǎn) 垂直于 。 4） P 店讀速度由速度矢量圖和比例 bp/ C 獲得。 速度矢量簡圖如下所示： - 5 - 連桿上滑塊的速度 認(rèn)為 B 滑塊繞著 A 在連桿上滑動，滑塊瞬間位移到 B點(diǎn)。 B點(diǎn)的速度為 A = 垂直于線的方向。其鏈接滑塊和速度矢量圖如下所示： 連桿的加速矢量 桿上一點(diǎn)相對另一點(diǎn)的加速矢量由兩部分組成： 1）向心加速度由其角速度和連桿長度決定為 ）角加速度由連桿角加速度度決定 以下圖表顯示如何到構(gòu)造一矢量圖表 下圖顯示如何構(gòu)造單連桿機(jī)構(gòu)的加速矢量 向心加速度 = 向指向圓心，角加速度為 bb = . 向垂直于桿。 - 6 - 下圖顯示如何構(gòu)造四連桿機(jī)構(gòu)的加速矢量畫法 1） . A 和 D 相連并固定，相對加速度 =0(a,d 同 ) 2） . B 點(diǎn)相對 A 點(diǎn)加速在上面的桿上畫出 3） . B 點(diǎn)相對 C 點(diǎn)向心加速度為： B = v 2向指向 B。 4） . B 點(diǎn)相對 C 點(diǎn)角加速度未知但是方向已知 5） . C 點(diǎn)相對 D 點(diǎn)向心加速度為： D = v 2 與 d( 向相同。 6） . C 點(diǎn)相對 D 點(diǎn)角加速度未知但是方向已知 7） . 通過線 c 2 的交叉點(diǎn)找出 c P 點(diǎn)的速度由比例 bp/bc=bp/得， 且其絕對加速度為 P = 下面的圖表顯示其構(gòu)造方式和轉(zhuǎn)桿上滑塊的加速矢量圖。 兩個滑塊之間呈 。連桿上點(diǎn)的速度與 B 點(diǎn)變化一致，變化范圍為 a b 1 到 ( + (r += a b 2 度的變化分為沿桿方向的 r d 及沿其切線方向的 r - 7 - 滑塊上 B 點(diǎn)的速度與連桿上相關(guān)點(diǎn) 的變化有關(guān) v = a b 3 to v + a b 4. 沿著 v d 方向速度的變化 = 在速度切線方向總變化 = r d 加速度 = r d / a - 2 r 速度在正切方向總變化 = v r 正切加速 = v dr/ r d / = v + v + r = r + 2 v 加速矢量圖表顯示如下： 注 : 其中 2 v 代表塊的正切加速度。每當(dāng)鏈接滑通過一個旋轉(zhuǎn)的塊，相對一致點(diǎn)沿著一旋轉(zhuǎn)鏈環(huán)一塊滑動。 - 8 - a of is . A is as a or it to of or In at a to or as a it is of is An on by or is a of on or of of a is on as is of a to a as as of be of is in is of of as is to to of no on of of on on is of is at of of in be by on a - 9 - is on on n is a is as of of of a is of be in to to a It is to of of . A of x , y, ). is so of of of a n 3 ( a on of a of to j 1 of of j 2. of a is as m = 3 (- 2 j 1 - j 2 A a is a A a be in my A a to be to is in it a as of an of . s a is by a it is if at s a s is as - 10 - a of be of if is to be to of a s of be to if is . b ( + c(< a + d of a If be he of a is of by to at It be is ) c) d), is to ) b) c) . so it is is an = 0 o 80 o a to as to be a - 11 - is As of In is to up of to it is to 50 00. In if d) is is in a no is a s a of of an of as of as l 1 + l 2 + l 3 + l 4 = 0 l 1 1 + l 2 2 + l 3 3 + l 4 4 = 0 l 1 1 + l 2 2 + l 3 3 + l 4 4 = 0 1 = 1800 1 = 0 = - 12 - - l 1 + l 2 + l 3 + l 4 4 = 0 . l 2 2 + l 3 3 + l 4 4 = 0 l 3 to HS l 32 3 = (l 1 - l 2 2 - l 4 4 ) 2 l 32 3 = ( - l 2 2 - l 4 4) 2 2 - 4 ) = 2 4 + 2 4 ) 1 s K 1 2 + K2 4 + K 3 = 2 - 4 ) l 1 / l 2 ( l 32 - l 12 - l 22 - l 2 4 ) / 2 l 2 l 4 of a 4 If of to of at be to . he of on a be to of be a in of On a of " is . - 13 - is up as = 0 a d at to a is is to as is B b is D d is by bp/ C is as . of a on a . is on = to = v. is he of a on a to 1) to of - 14 - 2) to of . to to a on a = of bb = . AB in a to to an a to 0 ( a,d as = v 2CB is ( is is = v 2CD is d( is is of c1 c 2 c of of p is by bp/ C = - 15 - to a on a is in at an he of on a b 1 + (r += a b 2 in a r d a r on to on v = a b 3 to v + a b 4. in dv v d in in r d r d / a - 2 r in in v r - 16 - v dr/ r d / = v + v + r = r + 2 v is v of to on is a a a a