华北理工大学机械原理复习第五章连杆机构设计.pptVIP

1）实现构件预定位置的设计 也称作刚体导引问题。要求机构中的某个构件能占据一些有序的预定位置。 2.平面连杆机构设计的基本问题 平面四杆机构的设计 要求：连杆BC震实时位于B1C1，起模时位于B2C2位置。 例2 小型电炉炉门的开闭机构 例1.造型机翻转机构 a) 实现主、从动件的角位移或线位移之间给定的关系，如要求两连架杆的转角满足预定的对应关系，如下图流量计； 平面四杆机构的设计 2）实现预定运动规律的设计 也称为函数生成问题 流量计指示机构 b)实现给定的行程速比系数K等运动规律。 3）实现预定轨迹的设计 也称为轨迹生成问题。 搅拌机构 平面四杆机构的设计 通常要求连杆上某点能精确或近似的通过若干给定的点。如搅拌机构，就要根据E点的轨迹要求来设计四杆机构。 二、平面四杆机构的设计 （一）按给定的行程速比系数K设计四杆机构 1）曲柄摇杆机构 已知：摇杆长度，摆角，行程速比系数，设计该曲柄摇杆机构。 平面四杆机构的设计 求出铰链A的位置，依据?C1AC2=? 。 1. 图解法 设计分析： 求AB、BC的长度 AC2=AB+BC AC1=BC-AB 设计步骤如下： 综上整理设计过程： ①计算θ＝180°(K-1)/(K+1); ②取比例尺?L，任取一点D，作腰长为CD的等腰三角形，顶角为ψ; ③作C1F⊥C1C2，作C2F使 ∠C1C2F=（90?-θ）,两线交于F; ④作△FC1C2的外接圆，A点必在此圆上。 ⑤选定A，设曲柄为a，连杆为b，以A为圆心，AC1为半径作弧交AC2于E,得： 2) 偏置曲柄滑块机构设计方法 已知 K，滑块行程 H，偏距e，设计该偏置曲柄滑块机构。 ①计算θ＝180°(K-1)/(K+1)； ②作C1 C2＝ H ； ③作射线C2M，使∠C1C2M=90°－θ， ④以C2P为直径作圆； ⑥以A为圆心，A C1为半径作弧交于E,得出a和b： 作射线C1N垂直于C1C2 ， ⑤作与C1 C2平行且偏距为e的直线，交圆于A或A?，即为所求。 两条射线交于P点 ； 设计步骤： 平面四杆机构的设计 3）曲柄摆动导杆机构 已知机构的行程速比系数K ，机架长lAD ，设计该导杆机构。 ①计算极位夹角； ②作机架AD,过D点作与AD的夹角为θ/2的直线DM； ③过A点作AC2垂直DM，得曲柄AC的长。 设计步骤： 2．解析法设计具有急回特性的曲柄摇杆机构 已知曲柄摇杆机构的摇杆长lCD=c和其摆角?，行程速比系数K，曲柄的长度a。求：连杆长b和机架长d。 解：根据余弦定理，连杆长b满足 又 若已知最小传动角，则d为 平面四杆机构的设计 3. 按给定连杆的位置设计四杆机构 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 各铰链间的运动关系： 1）图解法设计的基本原理 机构的倒置原理 机构的倒置原理主要用于求活动铰链的位置问题。通过倒置原理将待求活动铰链所在的杆转化为新机架，其相对的杆视为新连杆。将求活动铰链的问题转化为求固定铰链位置问题。 通常，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，或相对转动，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。 这种方法又称为刚化反转法。 按连杆预定的若干位置设计四杆机构的图解法 a）已知连杆BC的位置 b）已知固定铰链中心A、D的位置，连杆上标线EF的三个位置，设计铰链四杆机构。 当N＝3时，有唯一解； 当N＝2时，有无穷多解； 2）解析法设计给定连杆位置的四杆机构（参见教材） 求解过程 4.按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构 (1) 已知两连架杆三对对应位置设计铰链四杆机构的图解法 (2) 已知两连架杆对应位置设计铰链四杆机构的解析法 解：按相对长度设计 将各杆看作矢量，分别向x、y坐标轴投影,得方程 消去 式中包含了5个待定参数B0、 B1、 B2、?0、? 0，故四杆机构最多可按两连架杆的5个对应位置精确求解。 5.按给定的运动轨迹设计四杆机构 1）解析法 M点坐标矢量表达： 整理消去?、?、θ1和θ2，得连杆曲线方程（U、V、W参见教材） 式中有6个待定尺寸参数（a、b、c、d、e、g），在已知轨迹上取6个点的坐标参数代入方程，即可得到这6个参数。