死點位置

死點位置

當從動件上的傳動角等於零時,驅動力對從動件的有效迴轉力矩為零,這個位置稱為機構的死點位置,也就是機構中從動件與連桿共線的位置稱為機構的死點位置。發生死點的條件是機構中往復運動構件主動,曲柄從動;發生死點的位置為連桿與曲柄的平面連桿機構共線位置。

基本介紹

  • 中文名:死點位置
  • 外文名:dead center position
  • 定義:從動件上的傳動角等於零的位置
  • 領域:機械原理
  • 特點:機構中從動件與連桿共線
  • 影響:對機構的連續轉動產生阻礙
簡介,原理及判斷,影響及消除,實例套用,

簡介

圖中所示為腳踏縫紉機上的曲柄搖桿機構,搖桿1(腳踏板)為主動件。當它處於兩個極限位置DC1和DC2時,從動曲柄3的傳動角γ=0,這時主動件1通過連桿2作用於從動件3上的力恰好通過構件3的迴轉中心,所以構件3不能轉動,出現了“頂死”現象。因此,將從動件的傳動角γ為零時機構所處的位置稱為死點位置。
腳踏縫紉機上的曲柄搖桿機構腳踏縫紉機上的曲柄搖桿機構



原理及判斷

在曲柄搖桿機構中,當搖桿為主動件時,存在曲柄和連桿共線的位置就是死點位置。
雙曲柄機構死點位置判斷: 雙曲柄機構判定條件機構若為雙曲柄機構時,滿足條件為:最短桿與最長桿之和小於或等於其餘兩桿長度之和;取最短桿為機架得到雙曲柄機構。
圖1圖1
在圖1示曲柄搖桿機構中,若搖桿為主動件,而曲柄為從動件,則當搖桿擺動到極限位置C1D或C2D時,連桿與從動件曲柄共線,曲柄的傳動角g=0°(即θ=90°),通過連桿加於從動件上的力將經過鉸鏈中心A,從而驅使從動件曲柄運動的有效分力為零。機構的這種傳動角為零的位置稱為死點位置。
四桿機構是否存在死點位置,決定於連桿能否運動至與轉動從動件(搖桿或曲柄)共線或與移動從動件移動導路垂直。當原動件與連桿共線時為極位。在極位附近,由於從動件的速度接近於零,故可獲得很大的增力效果。

影響及消除

死點位置對於傳力機構的運動是有害的,為了使機構能順利地通過死點而連續運轉。在設計時必須採取適當的措施。
圖2圖2
消除死點位置對機構傳動的不利影響,程上通常採用以下兩種辦法:
(1)在曲柄軸上安裝飛輪,利用飛輪轉動的慣性,使機構衝過死點位置,如縫紉機上的飛輪(即大帶輪)和發動機曲軸上安裝的飛輪。如單缸內燃機上採用安裝飛輪的方法,利用慣性使曲柄轉過死點;縫紉機也是藉助於大帶輪的慣性通過死點的。
(2)利用多組機構錯位的辦法,使機構順利通過死點。如多缸內燃機發動機上,其各組活塞連桿機構由於點火時間不同,死點位置相互錯開,就是用錯位法的例子。又如,圖2所示的蒸汽機車車輪聯動機構,其兩側的曲柄滑塊機構的曲柄位置相互錯開90度。
機構的死點位置並非總是起消極作用,在有些機械中就利用了死點的特性來實現一定的工作要求。例如,圖3-a所示的飛機起落架機構,在機輪放下時處於死點位置,以便承受著陸的巨大衝擊;又如圖3-b所示的鑽床夾具,在夾緊工件時處於死點位置,工件的反作用力丁再大也不能使夾具鬆開,若要鬆開夾具就在手柄上施加壓力P。
圖3圖3

實例套用

套用穩定死點位置設計夾緊機構
在曲柄搖桿機構中,設曲柄AB為主動件,BC為連桿,搖桿CD為從動件。把主動件AB與從動件CD對換,使主動件AB變為從動件,從動件CD變為主動件,稱為運動倒置。運動倒置前的機構稱為正置機構,運動倒置後的機構稱為倒置機構。
圖4圖4
在倒置曲柄搖桿機構ABCD中,搖桿CD為主動件,當搖桿CD處於兩個極限位置C1D和C2D時,連桿BC和從動件曲柄AB共線:一個位置是重疊共線,一個位置為拉直共線。在這兩個位置出現了傳動角的γ=0情況,這時主動件搖桿CD通過連桿BC作用於從動件曲柄AB上的力恰好通過其迴轉中心A,所以不論該力有多大,也不能推動從動件曲柄AB轉動,機構這種位置稱為死點位置。
圖5圖5
套用實例:
圖4所示為套用連桿BC和搖桿CD拉直重合位置設計的夾緊機構。
圖5所示為一種基於“連桿BC與搖桿CD重疊重合位置”的夾緊機構設計方案。

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