五杆机构与齿轮机构的组合机构

这种组合机构是以一个二自由度的五杆铰链机构为基础利用装在不同杆件上的定轴轮系或周转轮系使二个输入运动之间发生联系以达到只用一个主动件就能使机构实现工作所需要的各种运动要求。这种组合机构多用来执行给定的轨迹。

五杆铰链机构与定轴轮系的组合

(1五杆铰链-定轴轮系组合机构

(2轧钢机中的五杆-齿轮组合机构

(3五杆铰链-定轴轮系组合机构简图

(1)a所示为五杆铰链-定轴轮系组合机构它是在二自由度五杆铰链机构(b)的基础上组成。当主动件1的运动给定时机构中其他构件的运动均能确定。一般这种组合机构多用作使连杆23上的某一点执行工作需要的运动轨迹。例如在振摆式轧钢机中就应用这种组合机构(2)当主动齿轮10连续旋转时M点的运动轨迹为mm一对工作轧辊6的包络线m'm'm"m"实现轧制钢坯的工艺需要。调节曲柄14的相位角f1f4可改变M点的轨迹及相应的包络线形状以满足不同的轧钢工艺要求。五杆铰链-定轴轮系组合机构的设计步骤和方法如下。

1)五杆铰链机构(3)中各杆尺度间的关系式。

K1cos(f4-f3)-K2cos(f3-f1)-K3cosf1+K4cos(f4-f1)-K5cosf3-K6cosf4                         (1)

2)主、从动曲柄14间的位置关系式

式中   f10f40是杆14的起始位置角。

选定五杆铰链机构的各杆尺寸及有关的起始位置角。在根据工作要求的轨迹或位置导引进行设计时需确定五个杆长l1l2l3l4l5。如按主、从动曲柄的输出、输入角设计时则可设定某一杆长为1再确定其他四个杆长比。主、从动曲柄的起始位置角f10f40可任意选定调节此起始位置角可获得不同的连杆点轨迹。如图(1)c所示主动曲柄1在同一位置AB而从动曲柄4在三个不同的位置当分别在EDEDED位置时,则连杆2C点将有三种不同的运动轨迹mmmmmm

3)选定齿轮14的齿数z1z4

式中  n—— 齿轮外啮合的次数;

KQ—— 不可通约的整数。

主动曲柄1转过一周连杆2C点的轨迹完成一个循环。如则主动曲柄1需转过K(此时从动曲柄相应转过Q)C点的轨迹才完成一个循环且轨迹形状较复杂有时会出现多次自交叉。

4)确定连杆点C的方程式。

5)验算主、从动曲柄14的存在条件。

即                  

                

五杆铰链机构与周转轮系的复联组合机构

(4五杆铰链-行星轮系组合机构

 

(5五杆铰链-差动轮系组合机构

(4)所示为一由五杆铰链机构12345和行星轮系z3z54复联组成的组合机构。其设计步骤、方法和有关计算公式除式(2)改用式(7)其余完全与上述(1)相同。

(5)所示为一由五杆铰链机构12345和差动轮系z1z32复联组成的组合机构。其设计步骤、方法和有关计算公式除式(2)改用式(7)其余完成与上述(1)相同。