一种设计平面四连杆机构的综合法

摘要

本发明涉及一种设计平面四连杆机构的方法。其特征在于：结合图解法和解析法，该方法能有效解决了(1)按系数K设计铰链四杆之按已知行程速比系数K＝1.5；曲柄长度AB＝L₂＝100mm；摇杆长度CD＝L₄＝300mm；摆角Ψ＝60°设计铰链四杆机构；(2)按系数K设计导杆机构之按已知行程速比系数K＝1.2；机架长度L1＝AD＝100mm设计导杆机构；(3)按系数K设计曲柄滑块机构之按已知滑块行程C₁C₂＝H＝100mm；偏心距e＝20mm；行程速比系数K＝1.4设计曲柄滑块机构。该方法具有计算结果精确的特点。

主权项

一种设计平面四连杆机构的方法，其特征在于：按K＝1.5；L₂＝100；L₄＝300；Ψ＝60°设计铰链四杆机构六个设计步骤：(1)由给定的行程速比系数K，按式(2)求出极位夹角θ：θ＝180°(K‑1)/(K+1)＝180°·(1.5‑1)/(1.5+1)＝36°(2)任取固定铰中心D的位置，由摇杆长度L₄＝300和摆角Ψ＝60°，按适当的比例μ₁＝1mm/mm，在AUTOCAD上作出摇杆两极限位置C₁D＝300和C₂D＝300，一个角为60°等腰三角形是等边三角形；(3)连接C₁和C₂，作C₂M⊥C₁C₂，并作∠C₂C₁N＝90°‑θ＝90°‑36°＝54°，C₂M与C₁N相交于P点，则∠C₁PC₂＝θ＝36°；(4)作ΔC₁PC₂的外接圆，在圆上任取一点A作为曲柄的固定铰链中心，分别连接AC₁和AC₂，则∠C₁AC₂＝∠C₁PC₂＝θ＝36°；(5)根据式(5)以A为圆心、AC₁为半径作圆弧交AC₂于E，平分EC₂得曲柄长度AB，再以A为圆心、为半径作圆，交C₁A的延长线和C₂A于B₁和B₂，连杆长度但这时EC₂/2≠AB＝100mm，解决办法如下(6)步骤所示：(6)建立直角坐标系XOY：OX轴平行于C₁C₂向右为正，O点通过ΔC₁PC₂的外接圆的圆心，OY过D垂直平分线段C₁C₂向上为正，设A(X，Y)，C₁(‑150，150tan 54°)，C₂(150，150tan54°)根据式(5)得得方程：联立方程组①②得Y₁＝‑50.01634002726≈‑50.02mm，Y₂＝233.534舍去，把Y₁＝‑50.01634002726代入②得X_1，2＝±250.24583418667≈±250.25mm，取X₁＝‑250.24583418667≈‑250.25mm，所以A(‑250.24583418667，‑50.01634002726)，由FD/DC₂＝cos 30°得FD＝DC₂cos 30°；∴此时在图上A(‑250.24583418667，‑50.01634002726)，这时从AUTOCAD上作出图上量得：EC₂/2＝AB＝100mm所求均与图上量相符。