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实例分析:平面四杆与铰链四杆机构的死点位置与设计曲柄滑块机构

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3.34平面四杆机构死点位置解:图3.34所示机构为偏置曲柄滑块机构,其死点位置如图3.34所示;图3.34所示机构为摆动导杆机构,其死点位置如图3.34所示。例3.2在图3.35所示的铰链四杆机构中,已知各构件尺寸:lAB=20mm,lBC=60mm,lCD=85mm,lAD=50mm。图3.35铰链四杆机构①试确定该机构是否存在曲柄。②作摇杆CD处在两个极限位置时的机构位置图AB1C1D和AB2C2D,如图3.35所示。例3.3设计曲柄滑块机构。设计步骤如下:①按式(3.5)求出极位夹角θ,即②选取适当的作图比例尺。

实例分析:平面四杆与铰链四杆机构的死点位置与设计曲柄滑块机构

例3.1 指出图3.34(a)(b)所示机构的死点位置。

图3.34 平面四杆机构死点位置

解:图3.34(a)所示机构为偏置曲柄滑块机构,其死点位置如图3.34(c)所示;图3.34(b)所示机构为摆动导杆机构,其死点位置如图3.34(d)所示。

例3.2 在图3.35(a)所示的铰链四杆机构中,已知各构件尺寸:lAB=20mm,lBC=60mm,lCD=85mm,lAD=50mm。

图3.35 铰链四杆机构

①试确定该机构是否存在曲柄。

②判断此机构是否存在急回特性,若存在,试确定其极位夹角,并估算行程速比系数。

③若以构件AB为主动件,画出机构的最小传动角和最大传动角的位置。

④在什么情况下机构存在死点位置?

解:①因为lAB+lCD=(20+85)mm=105mm<lBC+lAD=(60+50)mm=110mm,且连架杆AB为最短杆,故该机构有曲柄,AB杆就是曲柄。该机构为曲柄摇杆机构。

②作摇杆CD处在两个极限位置时的机构位置图AB1C1D和AB2C2D,如图3.35(b)所示。图中∠C1AC2=θ为极位夹角,量得θ=63°,故该机构有急回特性,可求得

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③若以曲柄AB为主动件,则机构在曲柄AB与机架AD共线时的两个位置存在最小传动角和最大传动角。用作图法作出这两个位置AB′C′D与AB″C″D,由图可得γmax=∠B′C′D=55°,γmin=∠B″C″D=13°。

④当以曲柄AB为主动件时,机构无死点位置;若以摇杆CD为主动件,则从动件AB与连杆BC共线的两个位置AB1C1D和AB2C2D为机构的死点位置。

例3.3 设计曲柄滑块机构。

已知曲柄滑块机构的行程速度变化系数K、行程H和偏心距e,要求设计此曲柄滑块机构。设计步骤如下:

①按式(3.5)求出极位夹角θ,即

②选取适当的作图比例尺。如图3.36所示,画线段C1C2=H,并过C1点作直线C1M垂直于C1C2

③作∠C1C2N=90°-θ,C1M和C2N交于P点,则∠C1PC2=θ。

④作△C1C2P的外接圆,在此圆周上任取一点与C1、C2点连线的夹角等于θ。

⑤作C1C2的平行线并与C1C2的距离为e,此直线与△C1C2P外接圆的交点即为曲柄与机架的固定铰链中心A。

⑥确定A点后,根据滑块C在极限位置时曲柄AB与连杆BC共线的几何特点,用与曲柄摇杆机构相同的方法,可分别求出曲柄AB与连杆BC的长度

图3.36 按K设计曲柄滑块机构

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