用作图法设计四杆机构

2016-06-27

对于四杆机构来说,当其铰链中心位置确定后,各杆的长度也就跟着确定了。用

作图法进行设计,就是利用各铰链之间相对运动的几何关系,通过作图确定各铰

链的位置,从而定出各杆的长度。根据设计要求的不同,对四杆机构设计的作图

法有如下几种情况。
  3.1按连杆预定的位置设计四杆机构
  (1) 已知活动铰链中心的位置
  其设计作图方法为:用作活动铰链中心各位置连线的中垂线的方法来求出其

对应的固定铰链中心的位置。
  例1按预定的连杆两活动铰链的三个位置设计四杆机构
  (2) 已知固定铰链中心的位置
  其设计作图方法为:根据机构倒置原理,将已知固定铰链中心的位置设计四

杆机构的问题转化成了前述问题来进行设计。
  机构倒置原理设改取四杆机构的连杆为机架,则原机构中的固定铰链A、D将

变为活动铰链,而活动铰链B、C将变为固定铰链。为此,先选定原机构连杆的某

一位置作为机架(即视为固定铰链B、C的一边),而将原机构其余位置的构型均

视为刚体进行移动,使原连杆的各边相重合,从而即可求得活动铰链A、D 中心在

倒置机构中的各个位置,便实现了机构的倒置。这样,就将已知固定铰链中心的

位置设计四杆机构的问题转化成了前述问题。
  例2按预定的连杆上标线的三个位置设计四杆机构
  说明:按连杆预定的位置设计四杆机构的求解条件讨论
  3.2 按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构
  同样,此类设计问题也要利用机构的倒置原理,先将待求的活动铰链变为固

定铰链,而将已知的固定铰链变为活动铰链,然后再作活动铰链中心各位置连线

的中垂线以获得求解。
  例1 按两连架杆预定的三对对应位置设计四杆机构
  例2 按两连架杆预定的四对对应位置设计四杆机构
  3.3 按给定的行程速比系数设计四杆机构
  当给定四杆机构的行程速比系数K时,先由式 (K -1)/(K +1)计算得角的值;

然后再根据角和给定的从动件的两极位(即C1、C2的位置),作出曲柄固定铰链A

所在的圆;最后由其他辅助条件确定出固定铰链A的位置,由此可求得四杆机构中

曲柄及连杆的长度。
  例1 按给定的行程速比系数设计曲柄摇杆机构
  例2 按给定的行程速比系数设计偏置曲柄滑块机构
  例3 按给定的行程速比系数设计导杆机构
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