雙曲柄機構

機械原理之一

在鉸鏈四桿機構中,若兩連架桿均為曲柄,此四連桿機構稱為雙曲柄機構。在機構中,主動曲柄做等速運動,從動曲柄做變速運動。雙曲柄機構中,常見的還有平行四邊形機構和反平行四邊形機構。利用曲柄機構的變速運動原理可以製作慣性篩等。

類型


【1】不等長雙曲柄機構
說明:曲柄長度不等的雙曲柄機構。
無死點位置,有急回特性
應用實例:慣性篩
【2】平行雙曲柄機構
說明:連桿與機架的長度相等且兩曲柄長度相等、曲柄轉向相同的雙曲柄機構。
有2個死點位置,無急回特性
應用實例:天平
【3】反向雙曲柄機構
說明:連桿與機架的長度相等且兩曲柄長度相等、曲柄轉向相反的雙曲柄機構。
無死點位置,無急回特性
運動特點:雙曲柄的迴轉方向相反,角速度不等
應用實例:汽車門啟閉系統
雙曲柄機構
雙曲柄機構

特殊機構


平行四邊形機構和反平行四邊形機構。
在雙曲柄機構中,若兩對邊構件長度相等且平行,則稱為正平行四邊形機構。
在雙曲柄機構你中,連桿與機架的長度相等,兩個曲柄的長度相等且轉向相反,則稱反平行四邊形機構。
傳動特點:當主動曲柄連續等速轉動時,從動曲柄一般不等速轉動。
位置不確定問題 平行四邊形機構有一個位置不確定問題。
解快方法:
(1)加慣性輪利用慣性維持從動曲柄轉向不變。
(2)加虛約束 通過虛約束保持平行四邊形,如機車車輪聯動的平行四邊形機構。
反平行四邊形機構應用實例:
汽車車門開閉機構。

判別方法


1.最短桿與最長桿的長度之和小於或等於其他兩桿長度之和。
2.機架為最短桿。

應用實例


雙曲柄機構車內球面夾具。
材料ZQSn6-6-3,結構如圖4所示,為對合軸瓦,內孔呈半封閉形內球面,在這種情況下,用一般擺動式的刀桿車內球面夾具就無能為力。
用樣板車刀加工,每班只能車二三件,精度不能保證,工人的勞動強度也大。為此,設計一套雙曲柄機構車內球面夾具,經實踐證明效果很好。成品率達100%,工效由原來的班產二三件提高到每班30件,提高了10倍。
1)設計原理
雙曲柄機構車內球面夾具是根據“平行雙曲柄機構”的原理設計而成。
2)夾具結構
夾具結構比較簡單。夾具體2(材料為鑄鐵)的中部有前後支承滑板19。左壓板18和右壓板20分別由內六角螺栓與夾具體緊固而成上、下滑軌,約束滑板在垂直方向的運動。悶套7、17壓入滑板的兩個圓柱孔內,小軸8和16的上端與悶套的內孔滑配,而下端與曲柄6和l 5的小端孔緊配,由兩個圓錐銷9和14分別定位。曲柄軸4和13的下端與蝸輪11剛性連接,中部與軸套3、12滑配。定位軸10的上端壓入夾具體的中心定位孔中,下端與機床中拖板的轉盤中心孔動配。蝸桿21的兩端裝有單列圓錐滾子軸承。夾具體的底部有中心距為155mm的兩個孔,作為機床中拖板連接用。專用車刀1的上下平面經磨削加工,由兩個六角螺栓與滑板19緊固。
3)調試與操作
撤掉車床的小拖板,換上夾具緊固。搖動手柄,使滑板19的對刀標記與右壓板的對刀標記對齊。搖動機床大拖板使車刀刀尖與工件的內球面中心重合,將機床大拖板鎖緊。啟動主軸,中拖板進刀。搖動蝸桿,蝸輪做同向旋轉,曲柄做等速擺動。滑板在曲柄的帶動下平行擺動而切削出半徑為35mm的內球面。由於蝸輪蝸桿配合間隙的影響,正反進刀會產生帶刀現象。在粗車時可以正反進刀;精車時最好是單向進刀。從加工了千例的效果來看,質量一直很穩定,成品率達100%。如果能與機床縱向定位擋鐵配合使用,效果更好。