平面连杆机构及其设计(IV)

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1、一 、 连 杆 机 构 设 计 的 基 本 问 题 根 据 给 定 的 运 动 要 求 选 定 机 构 的 型 式 （ 型 综 合 ） ； 根 据 机 构 所 要 完 成 的 功 能 运 动 而 提 出 的 设 计 条 件 （ 运 动 条 件 、 几 何 条 件 和 传 力 条 件 等 ） ， 确 定 机 构 各 构 件 的 尺 度 参 数 （ 尺 度 综 合 ） ； 画 出 机 构 运 动 简 图 。连 杆 机 构 设 计 的 基 本 问 题 ： 4） 特 殊 的 运 动 要 求 ， 如 要 求 机 构 输 出 件 有 急 回 特 性 ；5） 足 够 的 运 动 空 间 等 。 为 了 使

2、机 构 设 计 得 合 理 、 可 靠 ， 设 计 中 应 满 足 的一 、 连 杆 机 构 设 计 的 基 本 问 题 min1） 要 求 某 连 架 杆 为 曲 柄 ；2） 要 求 机 构 的 运 动 具 有 连 续 性 ；3） 要 求 最 小 传 动 角 在 许 用 传 动 角 范 围 内 ， 即附 加 条 件 ： 根 据 机 械 的 用 途 和 性 能 要 求 等 的 不 同 ， 对 连 杆机 构 设 计 的 要 求 是 多 种 多 样 的 ， 但 这 些 设 计 要 求 ，一 般 可 归 纳 为 以 下 两 类 问 题 ：设 计 方 法 实 验 法 ；几 何 法 （ 作 图 法 ）

3、； 解 析 法1)按 照 给 定 从 动 件 的 位 置 设 计 四 杆 机 构 ， 称 为 位 置 设 计 。2)按 照 给 定 点 的 运 动 轨 迹 设 计 四 杆 机 构 ， 称 为 轨 迹 设 计 。 已 知 条 件 连 杆 的 长 度 和 活 动 铰 链 B、 C连 杆 给 定 的 位 置 二 个 或 三 个 位 置求 解 内 容 确 定 两 固 定 铰 链 、 的 位 置求 解 其 余 三 杆 （ L 、 L 、 L ） 的 长 度 二 、 用 作 图 法 设 计 四 杆 机 构 1、 按 连 杆 预 定 的 位 置 设 计 四 杆 机 构 (已 知 活 动 铰 链 ， 求 固

4、定 铰 链 。 即 求 活 动 铰 链 轨 迹 圆 的 圆 心 ） 。 垂 直 平 分 线 法 该 机 构 设 计 的 主 要 问 题 是 确 定 两 固 定 铰 链 A和 D点 的 位 置 。由 于 B、 C两 点 的 运 动 轨 迹 是 圆 ， 该 圆 的 中 心 就 是 固 定 铰 链的 位 置 ， 因 此 A、 D的 位 置 应 分 别 位 于 B1B2和 C1C2的 垂 直 平分 线 b12和 c12上 分 析 ：二 、 用 作 图 法 设 计 四 杆 机 构 步 骤 ： 注 ： 若 给 定 连 杆 三个 位 置 ， 有 唯 一 的 解 ， 若 给 定 两 个 位置 有 无 穷 多

5、个 解 。 （ 2） 分 别 作 B1B2、 B2B3的 垂 直 平 分 线 ， 其 交 点 即 为 固 定 铰 链 点 A。（ 3） 同 理 作 出 D点 ；（ 4） 连 接 A、 B、 C、 D即 为 所 求 。A DB1 B2 B3C1 C2 C3（ 1） 选 比 例 尺 ， 作 出 连 杆 的 已 知 位 置 ； 二 、 用 作 图 法 设 计 四 杆 机 构 例 设 计 铸 造 车 间 造 型 机 的 翻 转 机 构4A D3B1C 1 B2C22 E2 F2B2C2托 台3 1A49 振 实 台砂 箱 7B1C1 DE1 F12 5 6 作 用 力 1 3 2B3 DE2AB1 B

6、2 E1 E3 3 1 2C3C2C12、 按 两 连 架 杆 预 定 的 对 应 位 置 设 计 四 杆 机 构 (已 知 固 定 铰 链 和 某 一 活 动 铰 链 ， 求 另 一 活 动 铰 链 ） 。 刚 化 转 动 法二 、 用 作 图 法 设 计 四 杆 机 构 1 12 2A DO i1 i13 3随 便 取 定 两 个 活 动 饺 链 中 心 行 吗 ？ 机 构 倒 置 根 据 机 构 倒 置 的 理 论 ， 我 们 能 否 把 按 连 架 杆预 定 的 对 应 位 置 设 计 四 杆 机 构 的 问 题 转 化 为 按 连杆 预 定 的 位 置 设 计 四 杆 机 构 的 问

7、 题 呢 ? 二 、 用 作 图 法 设 计 四 杆 机 构 (已 知 固 定 铰 链 和 某 一 活 动 铰 链 ， 求 另 一 活 动 铰 链 ） 。 刚 化 转 动 法已 知 条 件 ： 两 连 架 杆 的 对 应 位 置曲 柄 AB： 1 、 2、 3摇 杆 LCD上 标 线 ED对 应 位 置 ： 1 、 2、 3B 2 B3 E1 E3B1 DA 123 1 32C E2求 解 内 容 ：确 定 连 杆 与 摇 杆 相 连 接 的 活 动 铰 链 C的 位 置求 解 连 杆 杆 L C、 摇 杆 L 的 长 度 二 、 用 作 图 法 设 计 四 杆 机 构 取 DE1为 机 架A

8、 D CjBj二 、 用 作 图 法 设 计 四 杆 机 构 1） 机 构 倒 置 。 选比 例 尺 ， 作 出 连 架 杆 及机 架 的 已 知 位 置 ， 并 选定 新 “ 机 架 ” ；步 骤 ： 2） 刚 化 转 动 。 将其 它 位 置 的 四 杆 机 构刚 化 转 动 到 与 “ 机 架 ”重 和 ； 3） 作 垂 直 平 分线 ， 其 交 点 即 为 所求 。 4） 连 接 A、 B1、C1、 D即 为 所 求 四 杆机 构 。E1A B1 DEjBj j 0 0j 2E1 E2B1 DAB2 B3 E3123 1 3B B c例 题 ： 步 骤 ：1） 机 构 倒 置 。2）

9、刚 化 转 动 。 3） 作 垂 直 平 分 线 ， 其 交 点 即 为 所 求 。4） 连 接 A、 B1、 C1、 D 即 为 所 求 四 杆 机 构 。图 示 ， 已 知 两 连 架 杆 的 对 应 位 置 ， 设 计 此 四 杆 机 构 。 3、 按 给 定 的 行 程 速 比 系 数 K设 计 四 杆 机 构（ 1） 铰 链 四 杆 机 构 设 已 知 摇 杆 的 长 度 CD、摆 角 及 行 程 速 比 系 数 K，设 计 此 曲 柄 摇 杆 机 构 。1） 计 算 1800（ K-1） /(K+1） ；步 骤 ：2） 选 比 例 尺 ， 作 出 已 知 位 置 ； A D C1C

10、2 B O903） 作 rt C 1C2P， 使 C1C2P=900， C2C1P=900- ， 则 C1P C2= 。 900- P 4） 作 rt C1C2P 的 外 接 圆 。5) 由 附 加 条 件 和 连 续 传 动 条件 确 定 A点 。6） 求 曲 柄 、 连 杆 长 度 。 lAC1 b+a， lAC2=b-a，故 a=l(AC1-AC2)/2 b=l(AC1+AC2)/2 7） 连 接 A、 B、 C、 D即 为 所 求 。则 圆 弧 C1PC2上 任 一 点 A至 C1和 C2的 连 线 的 夹 角 都 等 于 极位 夹 角 ， 所 以 曲 柄 轴 心 A应在 此 圆 弧

11、上 。二 、 用 作 图 法 设 计 四 杆 机 构 (2) 曲 柄 滑 块 机 构已 知 K、 H和 e， 设 计 此 机 构 。 2aAB1 3 4Cb vcH O90 eA c1c2 B步 骤 ： 1） 计 算 1800（ K-1/K+1） ;2） 选 比 例 尺 ， 作 一 直 线 C1C2=H;3） 作 H的 垂 线 和 C1C2O=900- ， 此 两 线 相 交 于 点 O；4） 以 O为 圆 心 ， 过 C1、 C2作 圆 ， A点 应 在 此 圆 弧 上 选 取 ；5) 作 平 行 C 1C2且 间 距 等 于 e的 直 线 ， 与 圆 弧 的 交 点 即 为 A点 ；6）

12、由 公 式 求 曲 柄 、 连 杆 长 度 。 二 、 用 作 图 法 设 计 四 杆 机 构 （ 3） 导 杆 机 构已 知 d、 K， 设 计 此 机 构 。 DAdC2 mn1） 按 公 式 计 算 1800（ K-1/K+1） 。2） 选 比 例 尺 ， 任 取 一 点 D， 作 mDn=。3） 作 mDn等 分 角 线 ， 在 此 分 角 线 上 取 L AD=d， 即 得 曲 柄 回 转 中 心 A。4） 过 点 A作 导 杆 的 垂 直 线 AC1(或 AC2) 则 该 线 段 长 即 为 曲 柄 的 长 度 。 故 a d sin( 2)。 C1a步 骤 ： 二 、 用 作 图 法 设 计 四 杆 机 构