根据急回特性设计四杆机构的几种情况.docx
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根据急回特性设计四杆机构的几种情况
1•已知摇杆的长度CD、摆角$及行程速比系数K，要求设计次曲柄摇杆机构。
FE
分析：
如图所示，Ci、C2为摇杆的两个极限位置，/CiAC2=圆0过A、Ci、C2的圆的圆心，由几何知识知，/Ci0C2=20,贝U/A0C2=ZAOCi=90°-0。
在圆0上任取一点A即满足极位夹角为0。
这时ACi=BC-AB,AC2=BC+AB，推岀AB=（AC2-ACi）/2,BC=（AC2+AC）/2。
设计：
（1）先按公式0=180°X（K-1）/（K+1）算出极位夹角0，然后任取一点D,并以此点为定点作等腰三角形如图所示，使两腰之长等于CD，/C1DC2=/
（2）连接CD，作/AOC2=ZAOC1=90°-0，C1O与C2O交点为0。
（3）以O为圆心，以GO为半径作圆，则曲柄的轴心A在此圆上。
（4）以A圆心，AC1为半径画弧交AC2于E，找出EC2的中点。
（5）以A为圆心，以EF为半径画圆，即为B所在的圆。
结论：
（1）A点取在圆O上（图上CC2、FE段除外），即得满足条件的解，且有无穷多解;
（2）A点不可选在FG弧段上，否则机构运动不能连续（两个位置装配模式不同）；
A点愈靠近FG，丫min愈小；
A点选在C1C2弧段上，K太大。
（3）若知Ida长度，则以D为圆心，以Lda为半径画弧与圆O的交点即为A点
（4）若给定曲柄长Lab，可以按如下方法求解:
以M点（弧CC2的中点）为圆心作过点C、C的圆M,然后以C2为圆心2Iab为半径作圆与圆M的交于点E,延长C2E交于0圆的点即为所求的A点。
（5）若给定连杆长Lbc，则可以按如下方法求解：
以N点为圆心作过点CG的圆N,然后以C2为圆心2Lbc为半径作圆与圆N的交点为H点，连接C2H,得与圆0的交点即为所求的A点。
2.设计一个铰链四杆机构，如题23图所示。
已知摇杆CD的长度Icd=75mm，机架AD的长度
Iad=100mm，摇杆的一个极限位置与机架之间的夹角护=45°,构件AB单向匀速转动。
试按下列情
况确定构件AB和BC的杆长|AB,
Ibc，以及摇杆的摆
角,」。
（1）
程速比系数K=1;
/\
（2）
行程速比系数K=1.5;
_
解：
（1）、当行程速比系数
K=1时，机构的极
题2图
位夹角为
K-1r-1800
K+1
即机构没有急回特性，固定铰链点A应在活动铰链点C的两个极限位置Ci、C2的连线上，从而可确
定活动铰链点C的另一个极限位置。
选定比例尺，作图，如下图（a）所示。
直接由图中量取AC1=70.84,AC2=61.76，所以构件AB的长为
C1
C2
（a）
构件BC的长为
AC2-169.88。
故有解一:
摇杆的摆角’-：
=7
（2）、当行程速比系数K=1.5时，机构的极位夹角为
K_ii5_1
v-18018036
K+11.5+1
即机构具有急回特性，过固定铰链点A作一条与已知直线AC1成36的直线再与活动铰链点c的轨
迹圆相交，交点就是活动铰链点C的另一个极限位置。
选定比例尺，作图，如下图（b）所示。
B1
摇杆的摆角匸=41
解二：
构件AB的长为|ab二AC2「A'
169.88-70.84
=49.52mm
构件BC的长为lBC=
AC2AC1169-8870^.120.36mm
摇杆的摆角•一=107
标出图中各个凸轮机构在图示位置时的压力角。
凸轮为主动件。
n
v
题52图
解：
图中各个凸轮机构在图示位置时的压力角:
-如图所示。
注意要表上H的转向。
2.
第11章
分成基本周转轮系.定轴轮系•分别列式*联立求解
例3如图示轮系，己知各轮齿数，求心解：
该轮系一定轴轮系+两个行星轮系
L在构件I、2.吕组成的定轴轮系中
•12—
叫咼
2.在构件趴3、4.H、8组成的行星轮系中
3.在构件农6、6\7.R组成的行星轮系中
（a）（b）（c）
（b）、
（C）、
（a）、
•H--1
'H
Z3
i13一
灼3
―血:
h
Zi
解:
.H
il3
'1~"捏H...2Z2Z3
（-1）
3~'HZlZ2
il3
Z2Z3
Z2Z3
乙Z2■
VAB、VbC、VCA
Va、Vb、Vc
1、已知DE/=LFG4/HI,DFLLEG,DH乂El。
计算下图所示机构的自由度。
若图中含有局部自由度、
复合铰链和虚约束等情况时，应具体指出。
（10分）
2•计算下图所示机构的自由度。
若图中含有局部自由度、复合铰链和虚约束等情况时，应具体指出。
（10
分）
（1）
（2）
N=Pl=PH=
F=3n—2pL—Pg=3x9—2x12—2=1
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