平面四杆机构的设计.ppt

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min）; c)运动连续性条件等。 44 平面四杆机构的设计 1.连杆机构设计的基本问题 平面连杆机构在工程实际中应用十分广泛。根据工作对机构所要实现运动 的要求，这些范围广泛的应用问题，通常可归纳为三大类设计问题。 实现刚体给定位置的设计 在这类设计问题中，要求所设计的机构能引导一个刚体顺序通过一系列给 定的位置。该刚体一般是机构的连杆。 图示的铸造造型机砂箱翻转机构，砂箱固结在连杆BC上，要求所设计的 机构中的连杆能依次通过位置，以便引导砂箱实现造型振实和拔模两个 动作。 这类设计问题通常称为刚体导引机构的设计。 实现预定运动规律的设计 在这类设计问题中，要求所设计机构的主、从动连架杆之间的运动关系 能满足某种给定的函数关系。 这类设计问题通常称为函数生成机构的设计。 如车门开闭机构，工作要求两连架杆的转角满足大小相等而转向相反的运动关系 ，以实现车门的开启和关闭；又如在工程实际的许多应用中，要求在主动连架杆匀速 运动的情况下，从动连架杆的运动具有急回特性，以提高劳动生产率。 实现预定轨迹的设计 在这类设计问题中，要求所设计的机构连杆上一点的轨迹，能与给定的 曲线相一致，或者能依次通过给定曲线上的若干有序列的点。 这类设计问题通常称为轨迹生成机构的设计。 例如 鹤式起重机工作要求连杆上吊钩滑轮中心E点的轨迹为一直线，以避免被吊 运的物体作上下起伏。 平面连杆机构的设计方法 大致可分为图解法、解析法和实验法三类。 图图解法解析法实验实验 法 直观观性强、简简 单单易行。对对于某些 设计设计 往往比解析法 方便有效，它是连连 杆机构设计设计 的一种 基本方法。设计设计 精 度低，不同的设计设计 要求，图图解的方法 各异。对对于较较复杂杂 的设计设计 要求，图图解 法很难难解决。 解析法精 度较较高，但计计 算量大，目前 由于计计算机及 数值计值计 算方法 的迅速发发展， 解析法已得到 广泛应应用。 实验实验 法通 常用于设计设计 运 动动要求比较较复 杂杂的连连杆机构 ，或者用于对对 机构进进行初步 设计设计 。 2.用作图法设计四杆机构 a)给定连杆两组位置 有唯一解。 c )给定连杆四组位置 B1 C1 B2 C2 A D 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 有唯一解，但设计复杂，不讨论。 有无穷多组解。 A D B1 C1 B2 C2 B3 C3 A D 2.1刚体导引机构的设计 2.2按给定的行程速比系数K设计四杆机构 a) 曲柄摇杆机构 计算180(K-1)/(K+1); 已知：CD杆长，摆角及K，设计 此机构。步骤如下： 任取一点D，作等腰三角形腰长 为CD，夹角为; 作C2PC1C2，作C1P使 作P C1C2的外接圆，则A点必在此圆上。 选定A，设曲柄为a，连杆为b，则A C1=a+b, 以A为圆心，A C2为半径作弧交于E,得： a=EC1/ 2 b= A C1EC1/ 2 90- P A E C1C2 A C2=b-a，故有： a=( A C1A C2)/ 2 D C2C1P=90,交于P; 2 2a C1 C2 e b) 曲柄滑块机构 H 90- o A E 已知K，滑块行程H，偏距e， 设计此机构 。 计算180(K-1)/(K+1); 作C1 C2 H 作射线C1O 使C2C1O=90, 以O为圆心，C1O为半径作圆。 以A为圆心，A C1为半径作弧交于E,得： a=EC2/ 2 b= A C2EC2/ 2 作射线C2O使C1C2 O=90。 90- 作偏距线e，交圆弧于A，即为所求。 已知固定铰链点A、D，设计四杆机构，使得两个连 架杆可以实现三组对应关系 函数生成机构 刚体导引机构 ？ 2.3 函数生成机构的设计 d 刚化反转法 以CD杆为机架时看到的四杆机构ABCD的位置相当 于把以AD为机架时观察到的ABCD的位置刚化，以D轴 为中心转过 得到的。 低副可逆性； 机构在某一瞬时，各构 件相对位置固定不变， 相当于一个刚体，其形 状不会随着参考坐标系 不同而改变。 设计一四杆机构,实现连架杆预定对应位置 A B C D 1 2 3 4 B1 f1 0 B2 f1 2 E1 y1 2 E2 E AD 1） 用反转法求相对位置、相 对运动轨迹 。 B2 C2 f y A B1 C1 D y y B2 A C2 B1 B2 f10 f12 y12 A D y1 0 E1 E2 B2 试设计铰链四杆机构, 实现连架杆两对对应位置. y12 C1 例. 已知: LAB、LAD、f10、f12、y10、y12 . A B C D 1 2 3 4 铰链四杆机构 AB1C1D 为所求. 以 mL = 作图. LBC= mLB1C1 = 、 LCD= mLC1D = . 已知点(B)绕未知点(C)的转动中心(D)反转. B1 B2 f10 f12 y12 A D y1 0 E1 E2 E 3 y13 f13 B3 y12 B2 y12 B3 C1 设计铰链四杆机构,实现连架杆三对对应位置. 铰链四杆机构 AB1C1D 为所求.