第5章 平面连杆机构的运动分析和设计2.ppt

第 六 章平面连杆机构的运动分析和设计（2） 6.6 平面连杆机构的运动设计 平面连杆机构设计内容： 6.6.1 连杆机构运动设计的图解法 分析过程： 机构类型：铰链四杆机构 曲柄摇杆机构：最短杆为连架杆 思考一下 试设计一偏置曲柄滑块机构（如图所示），设已知其滑块的行程速比系数K=1.5，滑块的冲程H=40mm，偏距e=15mm 例6-6 设计一个铰链四杆机构ABCD，实现连杆的三个精确位置P1Q1、P2Q2、P3Q3。 6.6.2平面连杆机构运动设计的位移矩阵法 2.运用位移矩阵进行连杆机构运动设计的方法 2. 按两连架杆的预定位置设计四杆机构 3. 轨迹生成机构的运动设计 6.6.3 机构设计中应检验的运动学条件 1. 曲柄存在条件 （1）将设计问题进行处理，以便于数学模型的建立。 （2）建立坐标系 （3）确定机构的设计变量 以各固定铰链点的坐标和活动运动副在机构处于第一个精确位置时的坐标作为设计变量 （4）建立活动运动副的位置约束方程 （5）建立精确点或精确位置之间的位移矩阵 （6）消去中间变量 （7）设计方程的求解 （计算机编程） 小 节:位移矩阵法进行平面连杆机构运动设计的具体步骤 曲柄存在条件； 2. 可靠到位条件； 3. 顺序到位条件。 平面四杆机构存在曲柄的条件 Lmin + Lmax ≤ P ＋Q 最短杆为机架或连架杆。 在连杆机构中，如果机架和连架杆两者之间的运动副为转动副，而且相对机架可以转整周（360°），则称该连架杆为曲柄，否则，称为摇杆。 检验机构可靠到位的方法分作图法、实验法和解析法。 解析法利用实现设计要求时机构上一些特殊点之间的位置关系来进行分析。 实验法是对利用硬纸板等材料制成的机构的运动情况进行观察； 作图法就是画出机构实现设计要求时的机构位置图，直接在图上进行观察； 2. 可靠到位条件 检验机构能否到达设计要求的位置。 B2 C2 C1 B1 4 A B C D 2 3 1 C 可靠到位判断： 根据从动件上B、C、D三点，是顺时针排列还是逆时针排列 MD大于0: BCD顺时针排列 MD小于0: BCD逆时针排列 可靠到位条件(矢量叉乘) B2 C2 C1 B1 4 A B C D 2 3 1 C MD =BiCi × DCi=∣BiCi‖DCi∣sin m 当设计要求实现的精确相对位置关系或轨迹精确点的数目多于3个的时候都要注意这个条件的检验。 3.顺序到位条件 第六章完了 分析二：讨论一般性 y x O P1 B1 Pi Bi 1. 刚体运动的位移矩阵方程 ?1i =?i - ?1 B1为：XB1、 YB1 Bi为：XBi 、 YBi P1为：XP1、 YP1 Pi为：XPi 、 YPi 假设： P1B1 = XB1 – XP1 YB1 – YP1 XBi – XPi YBi – YPi PiBi = ； 可得： 分析二：讨论一般性 y x O P1 B1 Pi Bi 已知P点的位置，求解B点；建立B1与Bi之间的关系。 将 ?1i =?i - ?1 代入上式（2’）： XB1 = XP1 + LPB cos ?1 YB1 = YP1 + LPB sin ?1 （1′） XBi = XPi + LPB cos (?1i + ?1 ) YBi = YPi + LPB sin (?1i + ?1 ) （3′） XBi = XPi + LPB cos ?i YBi = YPi + LPB sin ?i （2′） XBi XPi cos?1i -sin ?1i YBi YPi sin?1i +cos?1i + LPB cos ?1 LPB sin ?1 (4′) = 由式（3′）得： 由式（1′）得： LPB cos ?1 = XB1 – XP1 LPB cos ?1 = YB1 – YP1 （5′） 将式（5′）代入（3′）得： XBi – XPi cos?1i -sin ?1i YBi – YPi sin?1i +cos?1i = XB1 – XP1 YB1 – YP1 (6′) RΘ1i (7′) （6-31′） PiBi = P1B1 得： 由式（6′）可得： XBi XPi cos?1i -sin ?1i YBi YPi sin?1i +cos?1i + XB1 – XP1 YB1 – YP1 = X