第3章 平面连杆机构的设计n.ppt

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1、§3-4平面四杆机构的设计一、连杆机构设计的基本问题二、用解析法设计四杆机构三、用作图法设计四杆机构2）按连架杆三组对应位置设计四杆机构1）按预定连杆位置设计四杆机构3）按连杆上任意标志线的三组对应位置设计四杆机构3）按给定的行程速比系数K设计四杆机构一、连杆机构设计的基本问题机构选型－根据给定的运动要求选择机构的类型；尺度综合－确定各构件的尺度参数(长度尺寸)。同时要满足其他辅助条件：a)结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、运动副结构合理等）;b)动力条件（如γmin）;c)运动连续性条件等。γ作者：潘存云教授作者：潘存云教授A

2、DCB飞机起落架B’C’三类设计要求：1)满足预定的运动规律，两连架杆转角对应，如:飞机起落架、函数机构。函数机构要求两连架杆的转角满足函数y=logxxy=logxABCD作者：潘存云教授三类设计要求：1)满足预定的运动规律，两连架杆转角对应，如:飞机起落架、函数机构。前者要求两连架杆转角对应，后者要求急回运动2)满足预定的连杆位置要求，如铸造翻箱机构。要求连杆在两个位置垂直地面且相差180˚B’C’ABDC给定的设计条件：1)几何条件（给定连架杆或连杆的位置）2)运动条件（给定K）3)动力条件（给定γmin）设计方法：图解法、

3、解析法、实验法二、用解析法设计四杆机构思路：首先建立包含机构的各尺度参数和运动变量在内的解析关系式，然后根据已知的运动变量求解所需的机构尺度参数。作者：潘存云教授xyABCD1234给定连架杆对应位置：构件3和构件1满足以下位置关系：abcd建立坐标系,设构件长度为：a、b、c、d在x,y轴上投影可得：a+b=c+d机构尺寸比例放大时，不影响各构件相对转角.acocθ1i+bcosθ2i=ccosθ3i+dasinθ1i+bsinθ2i=csinθ3iθ3i＝f(θ1i)i=1,2,3…n设计此四杆机构(求各构件长度)。θ1iθ3

4、iθ2i令：a/a=1b/a=lc/a=md/a=nacocθ1i+bcosθ2i=ccosθ3i+dasinθ1i+bsinθ2i=csinθ3i令：a/a=1b/a=lc/a=md/a=n代入移项得：lcosθ2i=n+mcos(θ3i+φ0)－cos(θ1i+α0)lsinθ2i=msin(θ3i+φ0)－sin(θ1i+α0)P1P2令:P0消去θ2i整理得：cos(θ1i+α0)＝mcos(θ3i+φ0)-(m/n)cos(θ3i+φ0-θ1i-α0)+(m2+n2+1-l2)/(2n)代入移项得：lcosθ2i=n+m

5、cos(θ3i+φ0)－cos(θ1i+α0)lsinθ2i=msin(θ3i+φ0)－sin(θ1i+α0)则上式简化为：coc(θ1i+α0)＝P0cos(θ3i+φ0)＋P1cos(θ3i+φ0-θ1i-α0)+P2式中包含有p0，p1，p2，α0，φ0五个待定参数,故四杆机构最多可按两连架杆的五组对应未知精确求解。当i>5时，一般不能求得精确解，只能用最小二乘法近似求解。当i<5时，可预定部分参数，有无穷多组解。举例：设计一四杆机构满足连架杆三组对应位置：φ1ψ1φ2ψ2φ3ψ345°50°90°80°135°110°φ1

6、ψ1φ3ψ3代入方程得：cos90°=P0cos80°+P1cos(80°-90°)+P2cos135°=P0cos110°+P1cos(110°-135°)+P2解得相对长度:P0=1.533,P1=-1.0628,P2=0.7805各杆相对长度为：选定构件1的长度a之后，可求得其余杆的绝对长度。cos45°=P0cos50°+P1cos(50°-45°)+P2B1C1ADB2C2B3C3φ2ψ2a=1n=-m/P1=1.442l=(m2+n2+1-2nP2)1/2=1.783m=P0=1.553,1)按预定连杆位置设计四杆机构

7、三、用作图法设计四杆机构2)按连架杆预定的对应位置设计四杆机构3)按连杆上任意标志线的三组对应位置设计四杆机构4)按给定的行程速比系数K设计四杆机构1)按预定连杆位置设计四杆机构a)给定连杆两组位置有唯一解。B2C2AD将铰链A、D分别选在B1B2，C1C2连线的垂直平分线上任意位置都能满足设计要求。b)给定连杆上铰链BC的三组位置有无穷多组解。A’D’B2C2B3C3DB1C1AB1C1作者：潘存云教授ADB1C1已知:固定铰链A、D和连架杆位置，确定活动铰链B、C的位置。2)按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构机构的转化原理作

8、者：潘存云教授B’2α2B2φ2E2α1B1φ1E12)按两连架杆三组对应位置设计四杆机构①任意选定构件AB的长度②连接B2E2、DB2的得△B2E2D③绕D将△B2E2D旋转φ1-φ2得B’2点已知:机架长度d和两连架杆三组对应位置。AdDB3α