5-第二章-平面四杆机构的设计

第二章平面机构第四节

平面四杆机构的设计一、按照给定的行程速比系数设计四杆机构二、按给定连杆位置设计四杆机构设计方法：

1、图解法，2、解析法，

3、图谱法，4、实验法重点要求掌握图解法，适时运用解析法选型：确定连杆机构的结构组成----构件数目，运动副类型、数目。平面连杆机构设计的基本问题运动尺寸设计：确定机构运动简图的参数----①转动副中心之间的距离；②移动副位置尺寸2、按行程速比系数K设计四杆机构曲柄摇杆机构已知：摇杆CD长度Lcd，摆角Ψ值和行程速比系数K值

设计此机构（确定曲柄和连杆长度）摆动导杆机构已知：机架AC长度Lac，行程速比系数K值

设计此机构（确定曲柄长度）4、按给定的运动轨迹设计铰链四杆机构。3、按给定两连架杆对应位置，设计铰链四杆机构。1、已知BC连杆的三个位置，设计该铰链四杆机构。（若只已知2个位置，则有无穷解。）平面四杆机构的图解法设计

要求满足连杆的预定位置如：造型机翻转机构搅拌机CBADE要求连杆上E点的轨迹为一条卵形曲线

实现预定的运动轨迹钢材输送机ABCDE14325

6E

一、按给定的行程速比系数K设计1、曲柄摇杆机构①计算已知：摇杆CD长，摆角

及K②任取一点D，作摇杆CD的两极限位置，夹角为

；③作C2P⊥C1C2，④作△PC1C2的外接圆，AC1C2D步骤：P

C2C1D

A分析：K→

，关键是求满足

角的A点作C1P使则A点必在此圆上。┏有无穷多解FG注意:A点不能选在FG劣弧段上,否则机构将不满足运动连续性条件。E

⑤选定A，设曲柄为l1，连杆为l2，则:或作图：⑥以A为圆心，AC2为半径作弧交AC1于E，得：C1C2DPB1

C2C1D

AB22l1┏l1=EC1/2l2=AC1－EC1/2

A

C1C2DP┏作求A的辅助圆，有无穷多解。B1B2

A已知机架的长度l4要求

min≥[

]

min

A点选在C1G、C2F两弧段上，则当A向G(F)靠近时，机构的最小传动角将随之减小而趋向零，故A应适当远离G(F)点较为有利。利用其他辅助条件确定A，得到其中一解，例：2l1FG检验条件（校核条件）总结-----对于曲柄摇杆机构已知：摇杆CD长，摆角

及K步骤：分析：K→

，关键是求满足

角的A点2、曲柄滑块机构已知：K，滑块行程H，偏距e。①计算:②作C2

C1

＝H③作射线C2O

使∠C1C2O=90

－

,④以O为圆心，C1O为半径作圆。⑥以A为圆心，AC2为半径作弧交于E,得：作射线C1O使∠C2C1O=90°－θ。⑤作偏距线e，交圆弧于A，即为所求。步骤：分析：K→

，关键是求满足

角的A点C2C1H

Amn

=

D3、导杆机构分析：由于

与导杆摆角

相等，设计此机构时，仅需要确定曲柄a。①

计算②

任选D作∠mDn＝

＝

，③

取A点，使得AD=l4，则:l1=l4sin(

/2)。

Al4作角平分线；已知：机架长度d，K，设计此机构。步骤：若已知曲柄l1，则作mD的垂线AB=l1

，则:l4=

l1/sin(

/2)。Bl1B3C3二、按给定连杆位置设计四杆机构已知活动铰链中心的位置(由B、C（动点）求A、D（定点））B1C1B2C2分析：A点是Bi点的轨迹中心D点是Ci点的轨迹中心步骤：连接B1B2，作中垂线连接B2B3，作中垂线相交得A点AD同理作Ci点的中垂线求得D点。方法：作垂直平分线（中垂线）√√？？ACBDC2AD若给定连杆三个位置，有唯一解；若C1、C2、C3位于一条直线上，D

∞,则杆CD是滑块；设计后要检验运动连续性（C1、C2、C3应在同一可行域内）。B3C3讨论若给定连杆两个位置，则有无穷多解；——借助于辅助条件求得A或DB1C1B2B3C3B1C1C2A¥D已知：求：各杆长度l1、l2、l3、l4解：四杆机构两转角的对应关，取决于各杆的相对尺寸。令消去

i，则有：令则有：三、按预定两连架杆的对应位置设计四杆机构——解析法该方程有三个独立的设计参数：P0、P1、P2，所以最多能满足三组对应位置，n=3；可解得P0、P1、P2l2、

l3、l4

根据实际需要选定l1以及各杆的尺寸。若n<3，则有无穷多解，可预选3-n个参数；讨论若n>3，无精确解，可用优化或下面的实验法进行近似设计。D

A连杆曲线生成器ABCD四、按给定的运动轨迹设计1、连杆曲线连杆曲线图谱罗伯兹定理思考题

1.铰链四杆机构演化成其他形式的四杆机构有四种方法，它们是

取不同构件为机架，转动副转化为移动副，扩大转动副尺寸，杆状与块状构件互换。2.在曲柄摇杆机构中，当曲柄与机架两次共线位置时，出现最小传动角。3．在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件，曲柄与连杆