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1、平面连杆机构中“死点”的巧妙讲解摘要:本文主要对平面连杆机构中“死点”位置进行深刻分析,探讨避开“死点”位置的有效方法。关键词:平面连杆机构“死点”位置避开方法平面连杆机构的结构设计十分复杂,若传动机构位于从动曲柄共线及连杆位置时,传动角会变为0度,压力角则为90度。主动件可以利用连杆对从动件产生力的作用,便于从其回转中心通过,从动件则会因此停止转动,从而形成“死点”,在平血连杆结构屮,这种特性表现得非常明显。一、平面连杆机构中“死点”的概述平面连杆机构中的组成结构十分复杂,简单而言,它就是通过移动副连接,在同一平面上形成的运动机
2、构。它是人们在口常生活中的一种常用机构,很多繁琐、复杂的平面运动通过它都能够实现。不过在其运动过程屮,偶尔会存在突然停止的现象,这种现象俗称传动机构卡死,一旦出现这种情况,就表明机构中存在“死点”。在同一机构中,“死点”不会一直出现在同样的位置,如何准确把握“死点”位置是最令大家头疼的问题。机构中的“死点”是一个比较抽象的概念,在其传动过程中要注重传动角与压力角的变化情况。现在我们构想这样一种画面,把平面连杆机构中的曲柄定为AB,把机构的摇杆定为CD,A、D两点与地血平行,BC为它的一个连杆,机构在传动过程中,BC方向会出现一个力
3、F,假设其速度为Vc,如图1所示。速度与力形成的锐角就是压力角u,压力角越小,越有利于使平面连杆机构工作效率的提升。在F和Fa之间的夹角则为传动角。图1二、平面连杆机构中“死点”的讲解(-)通过实验找出“死点”位置在平面连杆机构“死点”的讲解过程中,一定能够要强化“死点”现象,同样设平面连杆机构中的曲柄定为AB,把机构的摇杆定为CD,A.D两点与地面平行,BC为它的一个连杆。首先把遥感CD定为主动件,那么AB即为从动件,观察机构是否存在“死点”。经过实验Z后很容易发现,当摇杆CD作为主动件开始运作时,曲柄AB作为从动件在运作过程中
4、便容易出现卡死状况,并且这种卡死情况一般都出现在从动件与连杆部位上。(-)传动角与压力角的讲解传动角的主要冃的是对机构传动性能的质量进行衡量,通常情况下,教材上的讲解都是利用曲柄摇杆机构作为例子,从而将传动角的极值推理出来,讲解时要善于思考和提问,例如我们做出如下思考:在偏置的曲柄平面机构中,当传动角为最小值时,“死点”会位于哪个位置?传动角为压力角的余角,由于讲解过程十分复杂,因此,必须要借助实践,才能够让将知识点理解透彻。图2如图2,我们设偏更为BE,从动件始终都是从水平方向运转,如果传动角最小,也就意味着压力角要为最大值,F
5、方向的例一定会偏向竖直方向倾斜。(三)探讨动件和连杆与“死点”形成的关系实验得出的“死点”只是一种表面现象,只有找出其中的规律才能够得出结论。现在假设连杆CD与曲柄AB共线,从动点为B,其受力方向为P,通过观察发现P点无法对曲柄AB的运作产生推动作用,导致平面连杆机构在运行过程中卡死,从而形成“死点”。我们可以发现机构中的“死点”位置实际上存在规律,连杆和从动件的位置与“死点”的形成存在很大关系,“死点”的存在对机构运行非常不利,若无法找到“死点”位置,机构就不能够充分发挥作用,也影响到机械设备的正常运行。讲解过程屮一定要善于把握
6、重点,既要突出平面机构中“死点”给机械设备造成的影响,乂要重视“死点”在生活中的应用,在机构的实际操作过程中,利用“死点”也可以完成很多特殊的工作项冃,例如“死点”的设计可以提高飞机降落的安全性,确保乘客的安全。(四)机构中“死点”存在的规律在平面连杆机构中,传动角与压力角之和为90度,若传动角越大,机械的运作能力就越强,反之,传动角变小,机械的运作效率便会下降。若传动角为0度,压力角应当为90度,此时,不管连杆BC方向的力有多大,驱动力对摇杆的冋转力短总为0,传动机构便无法继续运作,被迫停止,这就是一种卡死现象。平面连杆机构中“
7、死点”位置其实存在一定的规律性,只要找出机构中传动角的最小值(即传动角为0度),就能够以此为依据对机构中的“死点”位置进行判断。若传动角为0度,则表明机构整合功能存在“死点”,若传动角不为0度,则表明机构中无“死点”。(五)平面结构“死点”讲解的延伸与扩展平面机构“死点”的讲解不能有太多局限性,除了耍了解一般平面机构中的“死点”规律外,还要将其他复杂的平面机构了解透彻。在双曲柄机构中,同样想象这样一个场景,把平面连杆机构中的曲柄定为AB,把机构的摇杆定为CD,A、D两点与地面平行,BC为它的一个连杆,把曲柄AB定为主动件,经过实践
8、得知,当曲柄AB与连杆CD共线时,机构的传动角的最小值不为0,这表明机构中并没有“死点”的形成。三、结语平面连杆机构中的“死点”位置其实存在一定的规律性,只要找出其屮规律,便能够确保机构的正常运行,使其在机械应用中充分发挥作用。本文首先对平面机构中