,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,CopyRight ZDJ,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,主讲 陈银银,4.4,平面连杆机构的设计,4.4,平面连杆机构的设计,按给定的行程速比系数设计四杆机构,1,按给定连杆位置设计四杆机构,2,课堂练习,3,CopyRight,ZDJ,4.4,平面四杆机构的设计,平面四杆机构的设计，主要考虑给定的运动条件，确定机构运动简图。有时为了使设计可靠、合理，还应考虑几何条件和动力条件。,生产实践中的四杆机构设计问题可归纳为两类,：,（,1,）实现给定的从动件运动规律,或使从动件具有急回特性。,（,2,）实现给定的运动规律。,平面四杆机构运动设计的方法有图解法、实验法和解析法。本节主要介绍,图解法,CopyRight,ZDJ,4.4,平面四杆机构的设计,4.4.1,按给定的行程速比系数设计四杆机构,已知条件：（,1,）行程速比系数,K,（,2,）机构的极限位置处的几何关系（,3,）其他辅助条件,1,、曲柄摇杆机构,已知条件,：摇杆的长度,l,CD,、摆角,和行程速比系数,K,设计,：,1,）确定铰链,A,的位置；,2,）确定其他三个构件的长度,CopyRight,ZDJ,4.4,平面四杆机构的设计,曲柄摇杆机构的设计步骤：,（,1,）按给定行程速比系数,K,，求出极位夹角,，,CopyRight,ZDJ,4.4,平面四杆机构的设计,曲柄摇杆机构的设计步骤：,（,2,）任选,确定适当的长度比例尺,l,，任选固定铰链中心,D,的位置，按摇杆长度,l,CD,和摆角,，,作出摇杆的两个极限位置,C,1,D,和,C,2,D,。,CopyRight,ZDJ,4.4,平面四杆机构的设计,（,3,）连接,C,1,和,C,2,，并作,C,1,C,2,的垂线,C,1,M,。,（,4,）作,C,1,C,2,N=90-,，则,C,1,M,与,C,2,N,相交于,P,点，由图知：,C,1,PC,2,=,。,（,5,）作,C,1,PC,2,的外接圆，在此圆周上（弧,C,1,C,2,和弧,EF,除外）任意一点都可以作为曲柄的固定铰链中心,A,，现任取一点。连接,AC,1,和,AC,2,，因同弧上的圆周角相等，故,C,1,AC,2,=C,1,PC,2,=,。,CopyRight,ZDJ,4.4,平面四杆机构的设计,（,6,）确定,AC,1,、,AC,2,的长度，可得,AB=,（,AC,2,-AC,1,）,/2,，,BC=,（,AC,2,-AC,1,）,实际构件长度,l,AB,=,l,AB,，,l,BC,=,l,BC,，,l,CD,=,l,CD,CopyRight,ZDJ,4.4,平面四杆机构的设计,2,、导杆机构,已知条件：机架长度,l,4,、行程速比系数,K,，,设计导杆机构,解题的关键,：分析极位夹角,与摆角,的关系,CopyRight,ZDJ,4.4,平面四杆机构的设计,设计步骤：,（,1,）由已知的行程速比系数,K,，求得,（也即摆角,）即,（,2,）任选固定铰链中心,C,，以夹角,作出导杆的,两个极限位置。,（,3,）作摆角的平分线,AC,，并在线上取,AC,=,l,4,/,l,得固定铰链中心,A,的位置。,（,4,）过,A,点作导杆极限位置的垂直,AB,1,（或,AB,2,）,得曲柄的长度,l,1,=,AB,1,l,CopyRight,ZDJ,4.4,平面四杆机构的设计,4.4.1,按给定连杆位置设计四杆机构,案例分析,：如图所示为一加热炉炉门开启机构，其为铰链四杆机构，已知炉门的两个位置及两个活动铰链的中心矩，试设计加热炉炉门开启机构。,加热炉炉门开启机构,CopyRight,ZDJ,4.4,平面四杆机构的设计,1,、,按给定连杆的两个位置设计四杆机构,已知铰链四杆机构连杆,B,1,C,1,、,B,2,C,2,的两个位置，试设计铰链四杆机构。,CopyRight,ZDJ,4.4,平面四杆机构的设计,案例分析：,已知,加热炉炉门上两个活动铰链的中心矩为,50mm,，炉门打开成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上（如虚线所示），设固定铰链安装在,YY,轴线上，其相关尺寸如图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。,CopyRight,ZDJ,4.4,平面四杆机构的设计,2,、,按给定连杆的两个位置设计四杆机构,已知铰链四杆机构连杆,B,1,C,1,、,B,2,C,2,、,B,3,C,3,的三个位置，试设计铰链四杆机构。,CopyRight,ZDJ,1,按照给定的连杆位置设计四杆机构,A,D,此问题的本质是：已知活动铰链，求固定铰链,（求活动铰链轨迹圆的圆心）,B,1,B,2,B,3,C,1,C,2,C,3,2,按给定行程速度变化系数设计四杆机构,AB=(AC,2,-AC,1,)/2,BC=(AC,1,+AC,2,)/2,AC,1,=BC-AB,AC,2,=BC+AB,180,（,K-1,）,（,K+1,）,=,确定比例尺,C,1,D,B,1,C,2,B,2,A,O,90,-,90,-,曲柄滑块机构,2,a,A,B,1,3,4,C,b,v,c,H,O,已知：,H,，,K,，,e,求运动学尺寸。,e,A,c,1,c,2,B,AB=(AC,1,-AC,2,)/2,BC=AC,1,-AB,3,按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构,刚化反转法,B,1,D,B,2,B,3,E,1,E,3,A,A,D,B,3,E,3,A,3,D,B,3,E,3,，,C,1,给定两连架杆上三对对应位置的设计问题,E,2,1,1,2,3,2,3,B,1,D,E,1,A,B,2,E,2,A,2,解析法设计平面四杆机构,建立方程式，根据已知参数对方程式求解,用矢量法设计实现预期运动规律的四杆机构,已知：两连架杆的三组对应位置,要求：确定各构件的长度,步骤：,1,、建立坐标系,2,、将各向量向坐标轴投影,把三组对应角位置,带入,可得关于,的三元一次方程组,A,B,C,D,c,b,a,d,x,y,实验法设计四杆机构,连杆曲线,四杆机构在运动时，连杆作平面运动，连杆上任一点的轨迹为一封闭曲线，这些曲线称为连杆曲线,连杆曲线的形状随点在连杆上的位置和构件的相对长度的不同而不同,主要是利用右图所示的连杆曲线图谱来设计,4.4,平面四杆机构的设计,-,课堂练习,设计一偏置曲柄滑块机构，如图所示已知滑块行程,h,=60,mm,偏距,e=20,mm,行程速比系数,K=1.5,，求曲柄长度,l,AB,和连杆的长度,l,BC,CopyRight,ZDJ,