長治職業(yè)技術(shù)學(xué)院|盛典

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具有急回特性的平面四桿機(jī)構(gòu)的比較與應(yīng)用

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急回特性是平面四桿機(jī)構(gòu)的一個(gè)十分顯著的特征，一般情況下，會用行程速比系數(shù)K來科學(xué)衡量急回運(yùn)動(dòng)的程度，準(zhǔn)確科學(xué)分析平面連桿機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)特性在結(jié)構(gòu)中的運(yùn)運(yùn)情況，這對提高我國機(jī)構(gòu)生產(chǎn)的效率具有非常重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義與理論意義。急回特性；平面四桿機(jī)構(gòu)；應(yīng)用；比較

平面四桿機(jī)構(gòu)［1］的重要特性就是急回特性，這種特性不僅能夠顯著提高我國工業(yè)生產(chǎn)的效率，而且可以進(jìn)一步縮短機(jī)構(gòu)在非工作行程中的運(yùn)行時(shí)間，從而使工作運(yùn)行的速度大幅度提升。本文正式基于這樣的研究背景，對四種典型平面四桿機(jī)構(gòu)的急回特征進(jìn)行分析，在此過程中對這四種不同的急回特征平面機(jī)構(gòu)的動(dòng)力傳遞以及運(yùn)動(dòng)變化情況、急回程度等內(nèi)容展開論述，從實(shí)際的應(yīng)用中針對上述問題進(jìn)行闡述，從而希望平面四桿機(jī)構(gòu)為我國的工程實(shí)踐提供科學(xué)的技術(shù)與理論指導(dǎo)。

平面四桿機(jī)構(gòu)急回特性的比較應(yīng)用分析

從實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)，雙曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)以及偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)［2］這四種四桿結(jié)構(gòu)都具有急回性特征，因此在一定程度上都能夠滿足我國現(xiàn)代工業(yè)中對某些機(jī)械的急回性要求。但是研究發(fā)現(xiàn)，這幾種不同類型的四桿機(jī)構(gòu)的急回性特征都存在一定的區(qū)別，其中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)以及偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)這三種四桿機(jī)構(gòu)如果組成各機(jī)構(gòu)桿件的具體尺寸一旦確定，則意味著科學(xué)衡量四桿機(jī)構(gòu)急回性特征的行程速比系數(shù)K與其參數(shù)極位夾角θ的值也就得到確定。所以，在這過程中四桿機(jī)構(gòu)的急回性特征并不發(fā)生變化。與后三種四桿機(jī)構(gòu)的急回性特征不同，在雙曲柄四桿機(jī)構(gòu)中用來科學(xué)衡量四桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K與急回特性的參數(shù)極位夾角θ，同四桿機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的起始相互位置存在一定的關(guān)系，如果主動(dòng)曲柄的起始部位存在變化，就會導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)發(fā)生變化，因此四桿機(jī)構(gòu)的急回程度也就存在差異。從上述分析中可以發(fā)現(xiàn)，雙曲柄四桿機(jī)構(gòu)的急回性并不是固定不變的。

平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化的比較應(yīng)用分析

具有急回特性的平面四桿機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件一般都是曲柄，因此機(jī)構(gòu)在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的過程中，曲柄的主動(dòng)件就會環(huán)繞機(jī)架進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，而連桿通常情況下都在進(jìn)行平面運(yùn)動(dòng)，但是曲柄的從動(dòng)件則會有多種不同類型的機(jī)構(gòu)形式以及多種不同類型的運(yùn)動(dòng)形式。擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)以及曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)件會環(huán)繞機(jī)架進(jìn)行來回?cái)[動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，曲柄的從動(dòng)件擺動(dòng)形式會由曲柄的主動(dòng)件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)化而來，而偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)件則相對于機(jī)架進(jìn)行往復(fù)式的直線運(yùn)動(dòng)，在這一運(yùn)動(dòng)過程中，曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將會轉(zhuǎn)化為另外一種從動(dòng)件的移動(dòng)形式，但是雙曲柄機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)件卻依然會進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而這種旋轉(zhuǎn)是圍繞機(jī)架進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，但是從動(dòng)曲柄的變速轉(zhuǎn)動(dòng)就會由主動(dòng)曲柄的等速運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化而來。

平面四桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角的比較應(yīng)用分析

四桿機(jī)構(gòu)在進(jìn)行工作運(yùn)行時(shí)，不僅要進(jìn)行一定的傳遞運(yùn)動(dòng)，而且在傳遞運(yùn)動(dòng)的過程中要進(jìn)行動(dòng)力傳送，所以本文為了進(jìn)一步分析四桿運(yùn)動(dòng)的急回特性，從而對四桿機(jī)構(gòu)的傳力性能進(jìn)行分析。傳動(dòng)角是指作用在四桿機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)件驅(qū)動(dòng)力F與該作用點(diǎn)絕對運(yùn)行速度線之間所構(gòu)成的實(shí)際夾角，四桿機(jī)構(gòu)在實(shí)際的運(yùn)行過程中，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角在擺動(dòng)時(shí)并不發(fā)生變化，而且保持垂直，因此確保了四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率能夠大大提高，傳動(dòng)的整個(gè)運(yùn)行過程十分平穩(wěn)。但是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)以及偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)這三種四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角在運(yùn)動(dòng)時(shí)角度都會發(fā)生一定的變化。對此，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，要通過不斷控制四桿結(jié)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)行傳動(dòng)角的變化來確保傳動(dòng)速度與傳動(dòng)的效率逐漸提升。

幾種不同平面四桿機(jī)構(gòu)綜合特性分析對比

平面四桿機(jī)構(gòu)的比較［3］（見表一）

總之，在工程實(shí)踐過程中，選用四桿機(jī)構(gòu)時(shí)技術(shù)人員需要根據(jù)不同四桿機(jī)構(gòu)的實(shí)際急回特性進(jìn)行分析，只有在轉(zhuǎn)準(zhǔn)確分析其運(yùn)行情況的前提下才能不斷提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，例如為了進(jìn)一步體現(xiàn)刨削運(yùn)動(dòng)的實(shí)際特性，需要在牛頭刨床中不斷通過縮短四桿機(jī)構(gòu)的空回行程時(shí)間來提高提高實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)效率。

表一

結(jié)束語

綜上所述，從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前在學(xué)術(shù)界與理論界針對多種典型性的平面四桿機(jī)構(gòu)急回特性相關(guān)內(nèi)容的研究有很多，但是重點(diǎn)針對具有急回特性的平面四桿機(jī)構(gòu)的比較與應(yīng)用的相關(guān)論述研究，尚缺乏深入系統(tǒng)的闡述。由于平面四桿機(jī)構(gòu)具有不同的特點(diǎn)與應(yīng)用情況，因此本文重點(diǎn)針對具有急回特性的平面四桿機(jī)構(gòu)的比較與應(yīng)用進(jìn)行分析，從而總結(jié)不同種類的急回四桿機(jī)構(gòu)各自的特性，希望為我國的工業(yè)實(shí)踐提供良好的理論基礎(chǔ)。

參考：

［1］王美蓉.具有急回特性的平面四桿機(jī)構(gòu)的比較與應(yīng)用研究［J］.機(jī)械制造與自動(dòng)化，2014，06：43-45.

［2］程引正.平面四桿機(jī)構(gòu)急回特性的討論及應(yīng)用［J］.機(jī)械研究與應(yīng)用，2013，06：154-155+158.

［3］謝響明.平面四桿機(jī)構(gòu)急回特性的分析與應(yīng)用［J］. 裝備制造技術(shù)，2008，07：55-56.

作者簡介：

盛典（1989-），女，山西省大同市天鎮(zhèn)縣，本科，助教，機(jī)械工程。