平面连杆机构的设计.doc

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1、平面连杆机构的设计引言：平曲连杆机构的设计，主要是根据给定的运动条件，确定机构运动简图的尺寸参数。有时为了使机构设计得可靠、合理，还应考虑儿何条件和动力条件（如最小传动角Ymin）。生产实践屮，归纳起來主要有下瓯两类问题：1.按照给定从动件的运动规律（位置、速度、加速度）设计四杆机构。2.按照给定运动轨迹设计四杆机构。连杆机构的设计方法有解析法、图解法、实验法。一、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1）给定连杆三位置设计四杆机构如图2—28,给定连杆2的长度b=BC及其三个预定位置BQ、B2

2、C2^B3C3。图2-28给定连杆三位爲设计四杆机构图2-29廉实机翻转机构设计2）给定连杆二位置设计四杆机构由题解过稈可知，给定BC的三个位置时只有一个解，如给定连杆的两个位置，则A点和D点可分别在B1B2和GC2的垂直平分线上任意选择，因此有无穷多个解，若再给定辅助条件，则可得一个确定的解。如在图2—29所示的震实式造型机工作台翻转机构屮，若已知连杆的长度Ibc及其在x,y坐标系屮的两个位置BG和B2C2,如将固定较链选在z轴线上，作BB2和C«2的垂直平分线，它们分别与x轴相交于A点和D点，于是AB.C

3、iD即为所求的较链四杆机构。2.按给定的行程速度变化系数设计四杆机构（一）曲柄摇杆机构己知条件：摇杆的长度13=CD,摆角屮和行程速度变化系数K,试确定其余三个构件的尺寸。如图2-29所示一1111柄摇杆机构。图2・29按K值设计曲柄摇杆机构1）由给定的行程速比系数K,按式（2・6）求出极位夹角0K—10=180。*2）如图2・29所示，任选固定较链中心D的位置，由摇杆长度人和摆角©，作出摇杆两个极限位置GD和3〉连接G和C2,并作GM垂直于CC2。4）作ZCC2N=90。一。，C2N与CM相交于P点。由图

4、可见，ZC/C2=®°5）作△PCC2的外接圆，此圆上任取一点人作为曲柄的固定较链中心。连接4G和4C2,因同一圆弧的圆周角相等，故ZC/C2=ZGPC2=0°6）因极限位置处曲柄与连杆共线，故來?2=厶+儿从而得曲柄长度/,=y（AC.-AC,）.再以A为圆心和人为半径作圆，交G人的延长线于5,交C、/于亦即得BiCi=B?C2=/2RAD=/19由于A点是△C：PC2外接圆上任选的点.所以若仅按行程速比系数K设计.可得无穷多的解。月点位置不同.机构传动角的大小也不同。如欲获得良好的传动质量.可按照最小传动

5、角最优或其他辅助条件来确定川点的位置。按K值设计导杆机构图2-30（二〉导杆机构已知条件，机架长度儿小行程速比系数K.设计摆动导杆机构。牛头刨床及冲床的摆动导杆机构属于此种情况。.由图2-30可知，导杆机构的极位夹角0等于导杆的摆角卜所需确定的尺寸是曲柄长度厶，其设计步骤如下：1）由已知行程速比系数K・按式（2・6）求得极位夹角&（也即摆角4聊=&=180。訂

6、2）任选固定较链中心Q,以夹角护作出导杆两极限位賈DB、和DB2o3）作摆角W的平分线AD.并在线上取/.山・得固定饺链中心片的位置。4〉过力点作导杆

7、极限位置的垂线（或A艮）.即得曲柄长度/.s（三）曲柄滑块机构已知条件：1山柄滑块机构的行稈速比系数K、冲稈H和偏距c。设计的实质是确定餃链屮心A点的位置，定出血柄长度「及连杆的长度L。其设计步骤如下：（1）由给定的行程速比系数K,可求得极位夹角&K—10=180。歸（2）如图2・7所示■作一直线GG=H。（3）过G点作一直线与GC#成90。一&的夹角。过G点作GG的垂直线，此两直线相交于点F。（4）过及C2三点作圆•则此圆上任一点A与G，G两点联线的夹角zc}ac2都等于极位夹角&,所以曲柄与机架的回转中心

8、4应在此圆上。图2-7<5）作一直线与GC2平行，并使其与CXC2的距离等于给定的馆距e,则此直线与上述圆弧的交点即为1111柄的饺链屮心A的位置。当A点确定后，如前所述，根据机构在极限位置时曲柄与连杆共线的特点，即可求出曲柄的长度r及连杆的长度L。二、用实验法设计四杆机构1.按照给定的运动规律设计四杆机构现要设计一四杆机构，如图2-32所示，己知两连架杆1和3Z间的四对对应转角为①图2-33几何实验法设卄四杆机构12、①23、①34、①45和甲12、甲23、屮34、甲45。试用实验法设计该机构。1.按照给定

9、的运动轨迹设计四杆机构