平面连杆机构例题.doc

典型例题例1 如图所示，已知lBC=100mm， lCD=70mm，lAD=50mm，AD为固定件。（1）如果该机构能成为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的值；（2）如果该机构能成为双曲柄机构，求lAB的值；（3）如果该机构能成为双摇杆机构，求lAB的值。解 （1）如果能成为曲柄摇杆机构，则机构必须满足“最长杆与最短杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和，且AB为最短杆”。则有 lAB+lBC lCD+lAD代入各杆长度值，得 lAB20mm（2）如果该机构能成为双曲柄机构，则机构必须满足“最长杆与最短杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和，且机架AD为最短杆”。则1）若BC为最长杆即lAB100mm，则 lAD+lBC lCD+lAB lAB 80mm所以 80mmlAB 100mm2）若AB为最长杆即 lAB 100mm，则 lAD+lAB lCD+lBC lAB120mm 所以 100mmlAB 120mm将以上两种情况进行分析综合后，lAB的值应在以下范围内选取，即 80mmlAB 120mm（3）若能成为双摇杆机构，则应分两种情况分析：第一种情况，机构各杆件长度满足“杆长之和条件”，但以最短杆的对边为机架；第二种情况，机构各杆件长度不满足“杆长之和条件”，在本题目中，AD已选定为固定件，则第一种情况不存在。下面就第二种情况进行分析。1）当 lAB50mm,AB为最短杆，BC为最长杆 lAB+lBC lCD+lAD lAB 20mm即 20mm lAB50mm2）当50lAB100时，AD为最短杆，BC为最长杆，则 lAD+lBC lCD+lAB lAB80mm即 50mmlAB80mm3）当lAB 100mm时，AB为最长杆，AD为最短杆，则 lAD+lAB lCD+lBC lAB120mm另外，AB增大时，还应考虑到，BC与CD成伸直共线时，需构成三角形的边长关系，即 lAB（ lCD+lBC）+ lAD lAB220mm则 120mm lAB220mm综合以上情况，可得 lAB的取值范围为： 20mm lAB80mm及 120mmlAB220mm除以上方法外，机构成为双摇杆机构时，lAB的取值范围也可用以下方法得到：对于以上给定的杆长，若能构成一个铰链四杆机构，则它只有三种类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。故分析出机构为曲柄摇杆机构，双曲柄机构时lAB的取值范围后，在0220mm之内的其余值即为双摇杆机构时lAB的取值范围。例2 在图示连杆机构中，已知各构件的尺寸为：lAB=160mm，lBC=260mm ，lCD=200mm ，lAD=80mm；并已知构件AB为原动件，沿顺时针方向匀速回转，试确定：（1）四杆机构ABCD的类型；（2）该四杆机构的最小传动角min；（3）滑块的行程速度变化系数K。 解：（1）lAD +lBC =80+260 =340 lAB +lCD =160+200=360,即满足杆长条件，且以最短杆AD为机架，故为双曲柄机构。（2）解法一：作图法如图（b）所示解法二:（3）在图（c）所示，极位夹角为滑块在两个极限位置时曲柄AB所夹的锐角，用作图法可得=43.6。例3 在图示的凸轮机构中，若已知凸轮2以等角速度顺时针转动，试求从动件上B点的速度。假设构件3在构件2上作纯滚动，求点B的速度。解：（1）瞬心位置如图所示，方向如图所示（2）方向如图所示例4 图示为一已知的曲柄遥杆机构，现要求用一连杆将摇杆CD和一滑块F连接起来，使摇杆的三个位置C1D，C2D，C3D，和滑块的三个位置F1，F2，F3相对应，试确定此连杆的长度及其与摇杆CD铰接点的位置。解：该问题属于函数生成机构的设计，如图所示，根据低副运动的可逆性，如果改取从动连架杆为机架，则可得铰链F的转位点F2 ，F3 。连接F1F2和F2F3 ，分别作这两段线段的中垂线，其交点E1 即为所求。连杆长度EF可从图中直接量取。例5试设计如图3-6所示的六杆机构。当原动件 自 轴沿顺时针转过 到达 时，构件顺时针转过 ，恰与轴重合。此