5-第二章-平面四桿機構(gòu)的設(shè)計

第二章平面機構(gòu)第四節(jié)

平面四桿機構(gòu)的設(shè)計一、按照給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機構(gòu)二、按給定連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)設(shè)計方法：

1、圖解法，2、解析法，

3、圖譜法，4、實驗法重點要求掌握圖解法，適時運用解析法選型：確定連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成----構(gòu)件數(shù)目，運動副類型、數(shù)目。平面連桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題運動尺寸設(shè)計：確定機構(gòu)運動簡圖的參數(shù)----①轉(zhuǎn)動副中心之間的距離；②移動副位置尺寸2、按行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)已知：搖桿CD長度Lcd，擺角Ψ值和行程速比系數(shù)K值

設(shè)計此機構(gòu)（確定曲柄和連桿長度）擺動導(dǎo)桿機構(gòu)已知：機架AC長度Lac，行程速比系數(shù)K值

設(shè)計此機構(gòu)（確定曲柄長度）4、按給定的運動軌跡設(shè)計鉸鏈四桿機構(gòu)。3、按給定兩連架桿對應(yīng)位置，設(shè)計鉸鏈四桿機構(gòu)。1、已知BC連桿的三個位置，設(shè)計該鉸鏈四桿機構(gòu)。（若只已知2個位置，則有無窮解。）平面四桿機構(gòu)的圖解法設(shè)計

要求滿足連桿的預(yù)定位置如：造型機翻轉(zhuǎn)機構(gòu)攪拌機CBADE要求連桿上E點的軌跡為一條卵形曲線

實現(xiàn)預(yù)定的運動軌跡鋼材輸送機ABCDE14325

6E

一、按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計1、曲柄搖桿機構(gòu)①計算已知：搖桿CD長，擺角

及K②任取一點D，作搖桿CD的兩極限位置，夾角為

；③作C2P⊥C1C2，④作△PC1C2的外接圓，AC1C2D步驟：P

C2C1D

A分析：K→

，關(guān)鍵是求滿足

角的A點作C1P使則A點必在此圓上。┏有無窮多解FG注意:A點不能選在FG劣弧段上,否則機構(gòu)將不滿足運動連續(xù)性條件。E

⑤選定A，設(shè)曲柄為l1，連桿為l2，則:或作圖：⑥以A為圓心，AC2為半徑作弧交AC1于E，得：C1C2DPB1

C2C1D

AB22l1┏l1=EC1/2l2=AC1－EC1/2

A

C1C2DP┏作求A的輔助圓，有無窮多解。B1B2

A已知機架的長度l4要求

min≥[

]

min

A點選在C1G、C2F兩弧段上，則當(dāng)A向G(F)靠近時，機構(gòu)的最小傳動角將隨之減小而趨向零，故A應(yīng)適當(dāng)遠(yuǎn)離G(F)點較為有利。利用其他輔助條件確定A，得到其中一解，例：2l1FG檢驗條件（校核條件）總結(jié)-----對于曲柄搖桿機構(gòu)已知：搖桿CD長，擺角

及K步驟：分析：K→

，關(guān)鍵是求滿足

角的A點2、曲柄滑塊機構(gòu)已知：K，滑塊行程H，偏距e。①計算:②作C2

C1

＝H③作射線C2O

使∠C1C2O=90

－

,④以O(shè)為圓心，C1O為半徑作圓。⑥以A為圓心，AC2為半徑作弧交于E,得：作射線C1O使∠C2C1O=90°－θ。⑤作偏距線e，交圓弧于A，即為所求。步驟：分析：K→

，關(guān)鍵是求滿足

角的A點C2C1H

Amn

=

D3、導(dǎo)桿機構(gòu)分析：由于

與導(dǎo)桿擺角

相等，設(shè)計此機構(gòu)時，僅需要確定曲柄a。①

計算②

任選D作∠mDn＝

＝

，③

取A點，使得AD=l4，則:l1=l4sin(

/2)。

Al4作角平分線；已知：機架長度d，K，設(shè)計此機構(gòu)。步驟：若已知曲柄l1，則作mD的垂線AB=l1

，則:l4=

l1/sin(

/2)。Bl1B3C3二、按給定連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)已知活動鉸鏈中心的位置(由B、C（動點）求A、D（定點））B1C1B2C2分析：A點是Bi點的軌跡中心D點是Ci點的軌跡中心步驟：連接B1B2，作中垂線連接B2B3，作中垂線相交得A點AD同理作Ci點的中垂線求得D點。方法：作垂直平分線（中垂線）√√？？ACBDC2AD若給定連桿三個位置，有唯一解；若C1、C2、C3位于一條直線上，D

∞,則桿CD是滑塊；設(shè)計后要檢驗運動連續(xù)性（C1、C2、C3應(yīng)在同一可行域內(nèi)）。B3C3討論若給定連桿兩個位置，則有無窮多解；——借助于輔助條件求得A或DB1C1B2B3C3B1C1C2A￥D已知：求：各桿長度l1、l2、l3、l4解：四桿機構(gòu)兩轉(zhuǎn)角的對應(yīng)關(guān)，取決于各桿的相對尺寸。令消去

i，則有：令則有：三、按預(yù)定兩連架桿的對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)——解析法該方程有三個獨立的設(shè)計參數(shù)：P0、P1、P2，所以最多能滿足三組對應(yīng)位置，n=3；可解得P0、P1、P2l2、

l3、l4

根據(jù)實際需要選定l1以及各桿的尺寸。若n<3，則有無窮多解，可預(yù)選3-n個參數(shù)；討論若n>3，無精確解，可用優(yōu)化或下面的實驗法進(jìn)行近似設(shè)計。D

A連桿曲線生成器ABCD四、按給定的運動軌跡設(shè)計1、連桿曲線連桿曲線圖譜羅伯茲定理思考題

1.鉸鏈四桿機構(gòu)演化成其他形式的四桿機構(gòu)有四種方法，它們是

取不同構(gòu)件為機架，轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副，擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副尺寸，桿狀與塊狀構(gòu)件互換。2.在曲柄搖桿機構(gòu)中，當(dāng)曲柄與機架兩次共線位置時，出現(xiàn)最小傳動角。3．在曲柄搖桿機構(gòu)中，當(dāng)搖桿為主動件，曲柄與連桿