5-第二章-平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

第二章平面機(jī)構(gòu)第四節(jié)

平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、按照給定的行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)二、按給定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法：

1、圖解法，2、解析法，

3、圖譜法，4、實(shí)驗(yàn)法重點(diǎn)要求掌握?qǐng)D解法，適時(shí)運(yùn)用解析法選型：確定連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成----構(gòu)件數(shù)目，運(yùn)動(dòng)副類型、數(shù)目。平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)：確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的參數(shù)----①轉(zhuǎn)動(dòng)副中心之間的距離；②移動(dòng)副位置尺寸2、按行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)已知：搖桿CD長(zhǎng)度Lcd，擺角Ψ值和行程速比系數(shù)K值

設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)（確定曲柄和連桿長(zhǎng)度）擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)已知：機(jī)架AC長(zhǎng)度Lac，行程速比系數(shù)K值

設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)（確定曲柄長(zhǎng)度）4、按給定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。3、按給定兩連架桿對(duì)應(yīng)位置，設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。1、已知BC連桿的三個(gè)位置，設(shè)計(jì)該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。（若只已知2個(gè)位置，則有無(wú)窮解。）平面四桿機(jī)構(gòu)的圖解法設(shè)計(jì)

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

實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡鋼材輸送機(jī)ABCDE14325

6E

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

及K②任取一點(diǎn)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(diǎn)作C1P使則A點(diǎn)必在此圓上。┏有無(wú)窮多解FG注意:A點(diǎn)不能選在FG劣弧段上,否則機(jī)構(gòu)將不滿足運(yùn)動(dòng)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(wú)窮多解。B1B2

A已知機(jī)架的長(zhǎng)度l4要求

min≥[

]

min

A點(diǎn)選在C1G、C2F兩弧段上，則當(dāng)A向G(F)靠近時(shí)，機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角將隨之減小而趨向零，故A應(yīng)適當(dāng)遠(yuǎn)離G(F)點(diǎn)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(yàn)條件（校核條件）總結(jié)-----對(duì)于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)已知：搖桿CD長(zhǎng)，擺角

及K步驟：分析：K→

，關(guān)鍵是求滿足

角的A點(diǎn)2、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)已知：K，滑塊行程H，偏距e。①計(jì)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(diǎn)C2C1H

Amn

=

D3、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)分析：由于

與導(dǎo)桿擺角

相等，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需要確定曲柄a。①

計(jì)算②

任選D作∠mDn＝

＝

，③

取A點(diǎn)，使得AD=l4，則:l1=l4sin(

/2)。

Al4作角平分線；已知：機(jī)架長(zhǎng)度d，K，設(shè)計(jì)此機(jī)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(jì)四桿機(jī)構(gòu)已知活動(dòng)鉸鏈中心的位置(由B、C（動(dòng)點(diǎn)）求A、D（定點(diǎn)））B1C1B2C2分析：A點(diǎn)是Bi點(diǎn)的軌跡中心D點(diǎn)是Ci點(diǎn)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(diǎn)AD同理作Ci點(diǎn)的中垂線求得D點(diǎn)。方法：作垂直平分線（中垂線）√√？？ACBDC2AD若給定連桿三個(gè)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(jì)后要檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)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(gè)位置，則有無(wú)窮多解；——借助于輔助條件求得A或DB1C1B2B3C3B1C1C2A￥D已知：求：各桿長(zhǎng)度l1、l2、l3、l4解：四桿機(jī)構(gòu)兩轉(zhuǎn)角的對(duì)應(yīng)關(guān)，取決于各桿的相對(duì)尺寸。令消去

i，則有：令則有：三、按預(yù)定兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)——解析法該方程有三個(gè)獨(dú)立的設(shè)計(jì)參數(shù)：P0、P1、P2，所以最多能滿足三組對(duì)應(yīng)位置，n=3；可解得P0、P1、P2l2、

l3、l4

根據(jù)實(shí)際需要選定l1以及各桿的尺寸。若n<3，則有無(wú)窮多解，可預(yù)選3-n個(gè)參數(shù)；討論若n>3，無(wú)精確解，可用優(yōu)化或下面的實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行近似設(shè)計(jì)。D

A連桿曲線生成器ABCD四、按給定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)演化成其他形式的四桿機(jī)構(gòu)有四種方法，它們是

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