已知连杆上点的位置综合铰链四杆机构 |
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例1: |
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图1 |
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已知条件 |
设计一个铰链四杆机构,已知输入角φ12及φ13(图1a)及连杆上一点e的三个点位e1、e2、e3 |
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解析说明 |
1.取二张透明纸,一张上画输入杆的位置线(图1a)及若干同心圆,另一张上分别以e1、e2、e3为圆心、选定的半径为半径画圆弧K1、K2、K3;将二张纸重叠并作相对转动,直到K1、K2、K3三个圆弧分别与图1a上的三条位置线相交于同一半径圆弧上的B1、B2、B3点,求得固定铰链A及输入杆长度AB(图1b) |
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2.根据连杆Be的三个位置B1e1、B2e2和B3e3,求连杆在1、2位置间的转动极P12和在1、3位置间的转动极P13,以及连杆转动的半角(图1c) |
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3.过P12可任意选合适位置作z和n线使∠zP12n= |
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4.机构在第1位置的图形为AB1C1D及连杆上一点e1。当输入杆由AB1转到AB2和AB3时,连杆相应的占有B1C1e1、B2C2e2及B3C3e3的位置(图1d) |
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例2: |
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图2 |
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已知条件 |
设计一个铰链四杆机构,连杆上一点e需实现e1、e2、e3和e4四个点位(图2a) |
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解析说明 |
1.由于本例未给定输入杆的位置要求φ1i,故可根据机构的尺寸范围选定固定铰链A的位置、曲柄长度AB、B1点位置以及连杆上Be的长度,然后作曲柄圆及动铰链B1、B2、B3和B4(图2a) |
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2.根据B1e1、B2e2、B3e3及B4e4(即连杆上Be线的四个位置)求出转动极P12、P13、P14 |
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3.求出连杆在第1、2位置,第1、3位置及1、4位置间转角的半角值 |
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4.以P12为中心,选合适位置作∠zP12n= |
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5.机构在第1位置的图形即为ADB1C1e1,e1为连杆B1 C1上的一个点。如果所得机构的尺寸比例和传动角不合适,则需另选∠ zP12n的位置,即令∠ zP12n绕P12点转一角度再进行试凑得另一解。有时整个设计过程需重选A点位置及AB长度 |
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例3 |
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图3 |
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已知条件 |
设计一个带停歇期的六杆机构,图3中基础的铰链四杆机构是一个曲柄摇杆机构。当已知输入杆转动φ14角时,六杆机构的输出杆GF近似地停歇不动 |
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解析说明 |
1.本例可先按机构空间尺寸,选定处于某一圆弧上的四个点e1、e2、e3、e4;如给定了输入杆的φ12、φ13、φ14时,可按例1的方法设计出基础铰链四杆机构ABCD。如未给定φ12、φ13,则可按例2的方法设计出基础四杆机构ABCD |
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2.在第1步中已同时求得转动极P12、P13、P14及∠B1 P12A= |
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3.分别过P12、P13和P14作直线P12z、P13z' 和P14z" 通过e1点;再作直线P12n、P13n' 和P14n"使∠zP12n= e1则是连杆B1C1上的动铰链位置。显然F1是动铰链e的圆弧轨迹的圆心 |
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4.根据机构空间取定输出杆的固定铰链 G 的位置,得到机构在第一位置时的图形ADB1C1e1 F1G。确定GF 杆长度,应考虑输出杆GF的摆角x值。连杆点e的整个轨迹可由作图法或解析法得到 |
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