平面四杆机构的设计

1、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

2、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

3、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。,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,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。,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，

4、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,A C2=b-a，故有：,a=( A C1A C2)/ 2,C2C1P=90,交于P;,b) 曲柄滑块机构,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

5、交于E,得： a=EC2/ 2 b= A C2EC2/ 2,作射线C2O使C1C2 O=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,2.3 函数生成机构的设计,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,1） 用反转法求相对位置、相对运动轨迹 。,试设计铰链四杆机构, 实现连架杆两对对应位置.,C1,例. 已知: LAB、LAD、f10、f12、y10、y12 .,铰链四杆机构 AB1C1D 为所求.,已知点(B)绕未知点(C)的转动中心(D)反转.,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.,本章重点：,1.四杆机构的基本形式、演化及应用；,2.曲柄