浅析六种机构死点位置的应用.pdf

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1、浅析六种机构死点位置的应用摘要：具有死点位置的机构有很多种，演化应用的实例就更多，但在其实际应用中，原理却大致相同。文中根据以往工作经验，通过对实际应用中死点位置的深入剖析，归纳出六种常见的机构，并一一进行了举例分析。主题词：机构；死点；应用1引言总体上说，死点是很特殊的位置，不过在传动系统中还是普遍存在的。对于传动机构来讲，死点是不利的，可以使一些机构出现卡死或运动不确定的现象。但由于在死点位置，无论驱动力有多大，机构都将不能运动，以实现安全保护或其它特定功能的要求，因此在工程实践中也广泛应用。在多年的实践工作中，本人分析了众多应用死

2、点位置的机构，发现无论机械结构如何变化，其应用原理大约也只有六种。本文就这六种应用原理进行了归结总结，并例举了其在实践中的应用。2原理在平面连杆机构中，当出现传动角γ=0°（或压力角α=90°）时，作用力与运动方向垂直，主动件无法带动从动件运动，这个位置称为机构死点，也叫做止点。机构死点位置就其应用而言，主要是夹紧和增力。当机构在死点位置对工件实施夹紧时，可保持较大的锁紧力，无论反弹力多大，也不能使机构运动。且由于机构在死点位置时，构件的速度接近于0，故可获得很大的增力效果。通过变换构件的形态——尺寸、位置和形状，或与其它机构联用，又可

3、演化出许多的机构。总结以往工作经验和理论分析，死点应用的原理主要有以下六种：a)铰链四连杆机构Ⅰ，如图1所示，图中实线为死点位置，虚线为离开四点时的位置；b)铰链四连杆机构Ⅱ，如图2所示；图1铰链四连杆机构Ⅰ图2铰链四连杆机构Ⅱc)曲柄滑块机构Ⅰ，如图3所示；d)曲柄滑块机构Ⅱ，如图4所示；第1页共5页图3曲柄滑块机构Ⅰ图4曲柄滑块机构Ⅱe)摇杆滑块机构，如图5所示，该机构死点位置应注意，因为人们常误以为只有当连杆与从动件共线时，才会出现死点位置；f)正弦机构，如图6所示。图5摇杆滑块机构图6正弦机构3应用分析3.1电气设备开关的分合闸

4、机构电气设备开关的分合闸机构应用的是铰链四连杆机构Ⅰ死点位置合闸的原理，确保设备运行的安全可靠。图7所示为原理图，合闸时机构处于死点位置，此时触头结合力Q和弹簧力F对构件CD产生的力矩无论多大，也不能推动构件AB转动而分闸；当超负荷需要分闸时，通过控制装置（图中未表示）产生较小的力来推动构件AB使机构离开死点位置，构件CD便能转动从而达到分闸的目的。如图7中虚线所示。第2页共5页图7电气设备开关的分合闸机构3.2杠杆式夹紧钳杠杆式夹紧钳应用的是铰链四连杆机构Ⅰ的原理，如图8所示。当AB与BC越接近直线，∠BCD角度越大时，增力效果越显著

5、。通过调整螺钉可改变张开的大小，从而调节夹紧力。图8杠杆式夹紧钳3.3垂直式夹具垂直式夹具应用的是铰链四连杆机构Ⅱ的原理，如图9所示。工作在夹紧位置（也称“死点”）时手柄位于垂直方向，适用于向下压紧工件，水平或垂直装卸工件的场合。图9垂直式夹具3.4拉扣式夹具拉扣式夹具应用的是曲柄滑块机构Ⅰ的原理，但其滑块已演化，变为连杆一端滑动，如图10所示。工作在夹紧位置时，手柄为水平方向，依靠拉杆的作用力把工件固定或松开，主要用于桶、槽、金属容器盖的封闭及开启，该夹具具有准确定位、快速装卸、自锁夹紧的功能。第3页共5页图10拉扣式夹具3.5肘杆式

6、增力冲压机构图11所示六杆曲柄肘杆机构为ABCD曲柄滑块机构Ⅱ和ABCE铰链四连杆机构的组合机构，利用机构接近死点位置所具有的传力特性实现增力。在精冲压、冲床等锻压设备中，为了获得短行程和高压力常采用这种机构。设滑块产生的压力为Q，连杆BC受力为F，则曲柄AB施加于连杆BC的力F=OL2/L1cosα。在加压阶段开始时，角α和线段L2很小，因此曲柄AB施加于连杆BC的力F很小，达到增力效果。图11肘杆式增力冲压机构3.6车轮驻车机构手推车车轮驻车机构应用的是摇杆滑块机构的原理，但其滑块已演化，变为连杆一端滑动，如图12所示，其中图a）为

7、压紧时的状态，图b）为松开时的状态。a）b）图12车轮驻车机构第4页共5页3.7钢球增力机构钢球增力机构是利用钢球作为增力组件的机构，使用时一般与其它机构联用。钢球增力机构如图13所示，实质上也是正弦机构，是连杆的长度比较小的情况。在工作过程中，压力角α越小，增力越大，所以在工作过程中会出现越夹越紧的情况，其理论增力系数i=1/tanα。该机构适用于多点、多件夹紧，在气动、液压夹具中有广泛应用。图13钢球增力机构4结论文中并未涵盖全部具有死点位置的连杆机构，仅是对目前应用较多的情况进行了总结，以便大家更好地了解和掌握死点位置，在今后的设

8、计工作中善加运用。死点应用的实例还有很多，由于知识所限，文中总结的六种原理并不全面，还请大家多多指教。参考文献[1]机械原理，孙桓，1996，北京高等教育出版社[2]机械设计手册（第二卷），王文斌，2007