有提出的这些设计要求,我们可以将其归纳为两大类问题。
(1)满足给定的位置要求或者运动规律的要求(位置设计)
(2)满足预期的轨迹要求(轨迹设计)
连杆机构的设计方法有:作图法、实验法及解析法。
1按给行程速比系数K设计四杆机构
举例,曲柄滑块机构。
已知摇杆CD长度及摆角,行程速比系数K。要求设计曲柄摇杆机构。
对于有急回运动的四杆机构,设计时应满足行程速比系数K的要求。在这种情况下,可
以利用机构的极限位置的几何关系,在结合其它辅助条件进行设计。
1)由180K1公式,求出极位夹角。K1
2)任选固定铰D的位置,并作出摇杆两极限位置C1D和C2D,夹角为。
3)连接C1C2,作C1C2OC2C1O90,得交点O,以O为圆心,OC1为半
径作圆(称作圆)。
4)在
圆上任取一点
A
为固定铰,则C1AC2
12
C1OC2
。
5)连接AC1、AC2,则AC1、AC2分别为曲柄与连杆重迭拉直共线位置,即:
abAC2,baAC1。
6)由上式可以求得aAC2AC1,bAC2AC1。作图法为:
2
2
以C2为圆心,以AC1为半径划弧交AC2于F,再做AF线段的中分线求得B2点,以A为圆心,AB2为半径画圆,交AC1延长线于B1,则B1、B2即为活动铰接点的位置。
举例,(b)曲柄滑块机构
设已知行程速比系数K,行程H,偏距e,要求设计
此偏置曲柄机构。
图解法与前述相类似。
先由K求出;作一直线C1C2H;
图41
f作C1C2OC2C1O90,交于O点;以O为圆心,OC1为半径作出圆;作
直线EFC1C2,间距为e,交圆于A点。重复前述第5、6步骤即可求得机构,如图41
所示。
2按连杆预定位置设计四杆机构条件:给定连杆两位置或三位置及活动铰链B、C
该机构的设计实质上就是确定两固定铰A、D的位置。当给定连杆两位置B1C1、B2C2时,如图42所示。由于B、C两点的轨迹都是圆弧,故
知转动副A、D分别在B1B2和C1C2的垂直平分线上,也
就是说A、D可以在其垂直平分线上任意选取。显然,在这种情况下,该机构的设计有无数个答案,此时可以根据结构条件或其它辅助条件来确定A、D的位置。(2)按给定连架杆对应位置设计四杆机构
求解这一类问题,我们是利用机构反转法,即把两连架杆假想地当作连杆和机架,这样两连架杆间的相对运动
图42
就化为连杆相对于机架的运动,其图解法与前述相同。
如图43所示,已
知连架杆AB和机架AD
的长度、位置,AB的三
个位置及连架杆CD上
一直线的三个位置DE1、DE2、DE3,r