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§3-4 平面四杆机构的设计 —— 图解法 A B C D 固定铰链 A、D : 活动铰链 B、C : 圆心 圆或圆弧 Bi Ci i =1、2、···、N Ei Fi 图解设计问题——作图求解各铰链中心的位置问题。 各铰链间的运动关系: 图解设计的基本原理 第三十页,共五十六页,2022年,8月28日 接下来,将原机构的各位置的构型均视为刚体,并向某一选定位置相对移动,使新机架的各杆位置重合,便可得新连杆相对于新机架的各个位置,即实现了机构的倒置。 这样,就将求活动铰链的位置问题转化为求固定铰链的位置问题了。 这种方法又称为反转法。 为了求活动铰链的位置,可将待求活动铰链所在的杆视作新机架,而将其相对的杆视为新连杆。 机构的倒置原理 第三十一页,共五十六页,2022年,8月28日 1、已知连杆的三个或二个位置设计四杆机构 ∵ B点绕A点、C点绕D点定轴转动 ① 连接B1B2、B2B3; ② 作B1B2、B2B3垂直平分线交于A点; ③ 连接C1C2、C2C3; ④ 作C1C2、C2C3垂直平分线交于D点。 给出B、C三个位置,A、D位置唯一 给出B、C二个位置,A、D位置无穷 (需加其他条件方可获得唯一解) 目的:求解出铰链A和D。 第三十二页,共五十六页,2022年,8月28日 2、按给定两连架杆的位置设计四杆机构 目的:求解出铰链C。 引入转换机架的思想,采用反转法求得。 ① 作△DE1B2’≌△DE2B2,得B2’; ② 作△DE1B3’≌△DE3B3,得B3’; ③ 作B1’B2’、B2’B3’的垂直平分线, 交点就是所求C1。 连杆长度: b=ul ×B1C1 摇杆长度: c=ul ×D1C1 第三十三页,共五十六页,2022年,8月28日 3、按给定的行程速比系数K设计四杆机构 已知:摇杆CD长度、摆角y、行程速比系数K; 目的:确定铰链A,曲柄长a和连杆长b。 ① 由(1)式算出极位夹角θ; ② 任选D的位置,按已知条件作出 摇杆极限位置DC1和DC2; ③ 作∠C2C1O=∠C1C2O=90°-θ 得C1O与C2O交点O; ④ 以O为圆心,OC1为半径作辅助圆, A点在圆弧上任选。 (1) 第三十四页,共五十六页,2022年,8月28日 实现给定点的运动轨迹——实验法 设计时确定: 1、各杆的长度比例。2、描绘连杆曲线的点的位置 图谱法 第三十五页,共五十六页,2022年,8月28日 本 章 知 识 点 平面四杆机构类型 曲柄存在条件 压力角和传动角 机构死点和急回特性 平面四杆机构的尺寸综合 第三十六页,共五十六页,2022年,8月28日 Question ? 杆件数目? 运动副类型? 连杆机构类型? 第三十七页,共五十六页,2022年,8月28日 雷达天线俯仰机构 返回机构 第三十八页,共五十六页,2022年,8月28日 缝纫机机构 返回机构 第三十九页,共五十六页,2022年,8月28日 正平行四边形机构 返回机构 第四十页,共五十六页,2022年,8月28日 平面连杆机构及设计 第一页,共五十六页,2022年,8月28日 §3-1 平面连杆机构的特点及设计的基本问题 一、平面连杆机构: 由低副联接而成的机构。 二、平面连杆机构的特点: 1、优点:面接触—承载能力强,便于润滑寿命长; 低副—形状简单,易加工,易于操纵机构。 2、缺点: (1)只能近似实现给定的运动规律; (2)设计复杂; (3)只适合速度较低的场合。 第二页,共五十六页,2022年,8月28日 三、平面连杆机构设计的基本问题 四、设计方法: 选型设计 尺寸设计 ① 连杆机构的构件数目 ② 运动副类型与数目 ① 转动副中心之间的距离 ② 移动副位置尺寸 1、实现构件给定位置 2、实现已知运动规律 3、实现已知运动轨迹 1、图解法 2、解析法 3、实验法 第三页,共五十六页,2022年,8月28日 课外实践作品 ——仿生尺蠖机构 第四页,共五十六页,2022年,8月28日 所有运动副均为转动副的平面四杆机构。
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