平面四桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、關(guān)于平面四桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計第一張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云ADCB飛機(jī)起落架BC三類設(shè)計要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)，如: 飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。函數(shù)機(jī)構(gòu)要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角滿足函數(shù) y=logxxy=logxABCD第二張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計：潘存云三類設(shè)計要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)，如: 飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。前者要求兩連架桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)，后者要求急回運(yùn)動2)滿足預(yù)定的連桿位置要求，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。要求連桿在兩個位置垂直地面且相差180

2、 CBABDC第三張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計：潘存云QABCDE設(shè)計：潘存云鶴式起重機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)要求連桿上E點(diǎn)的軌跡為一條卵形曲線要求連桿上E點(diǎn)的軌跡為一條水平直線QCBADE三類設(shè)計要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對應(yīng)，如: 飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。2)滿足預(yù)定的連桿位置要求，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。3)滿足預(yù)定的軌跡要求，如: 鶴式起重機(jī)、攪拌機(jī)等。第四張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 給定的設(shè)計條件：1)幾何條件（給定連架桿或連桿的位置）2)運(yùn)動條件（給定K）3)動力條件（給定min）設(shè)計方法：圖解

3、法、解析法、實(shí)驗(yàn)法第五張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計：潘存云E 一、按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)1) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)計算180(K-1)/(K+1);已知：CD桿長，擺角及K， 設(shè)計此機(jī)構(gòu)。步驟如下：任取一點(diǎn)D，作等腰三角形 腰長為CD，夾角為;作C2PC1C2，作C1P使作P C1C2的外接圓，則A點(diǎn)必在此圓上。選定A，設(shè)曲柄為l1 ，連桿為l2 ，則:以A為圓心，A C2為半徑作弧交于E,得： l1 =EC1/ 2 l2 = A C1EC1/ 2,A C2=l2- l1= l1 =( A C1A C2)/ 2 C2C1P=90,交于P;

4、90-P A C1= l1+l2C1C2DA第六張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云ADmn=D2) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)分析： 由于與導(dǎo)桿擺角相等，設(shè)計此 機(jī)構(gòu)時，僅需要確定曲柄 a。計算180(K-1)/(K+1);任選D作mDn，取A點(diǎn)，使得AD=d, 則: a=dsin(/2)。=Ad作角分線;已知：機(jī)架長度d，K，設(shè)計此機(jī)構(gòu)。第七張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計：潘存云E22ae3) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)H已知K，滑塊行程H，偏距e，設(shè)計此機(jī)構(gòu) 。計算: 180(K-1)/(K+1);作C1 C2

5、 H作射線C1O 使C2C1O=90, 以O(shè)為圓心，C1O為半徑作圓。以A為圓心，A C1為半徑作弧交于E,得：作射線C2O使C1C2 O=90。 作偏距線e，交圓弧于A，即為所求。C1C290-o90-Al1 =EC2/ 2l2 = A C2EC2/ 2第八張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計：潘存云二、按預(yù)定連桿位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)a)給定連桿兩組位置有唯一解。B2C2AD將鉸鏈A、D分別選在B1B2，C1C2連線的垂直平分線上任意位置都能滿足設(shè)計要求。b)給定連桿上鉸鏈BC的三組位置有無窮多組解。ADB2C2B3C3ADB1C1B1C1第九張，PPT

6、共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計：潘存云xyABCD1234三、給定兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)給定連架桿對應(yīng)位置：構(gòu)件3和構(gòu)件1滿足以下位置關(guān)系：l1l2l3l4建立坐標(biāo)系,設(shè)構(gòu)件長度為：l1 、l2、l3、l4在x,y軸上投影可得：l1+l2=l3+l4機(jī)構(gòu)尺寸比例放大時，不影響各構(gòu)件相對轉(zhuǎn)角. l1 coc + l2 cos = l3 cos + l4 l1 sin + l2 sin = l3 sin if (i ) i =1, 2, 3n設(shè)計此四桿機(jī)構(gòu)(求各構(gòu)件長度)。令： l1 =1第十張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者：

7、潘存云教授 消去整理得：cos l3 cos cos(-) l3l4l42+ l32+1- l222l4P2代入移項得： l2 cos = l4 l3 cos cos 則化簡為：cocP0 cos P1 cos( ) P2代入兩連架桿的三組對應(yīng)轉(zhuǎn)角參數(shù)，得方程組：l2 sin = l3 sin sin 令: P0P1coc1P0 cos1 P1 cos(1 1 ) P2coc2P0 cos2 P1 cos(2 2 ) P2coc3P0 cos3 P1 cos(3 3 ) P2可求系數(shù):P0 、P1、P2以及: l2 、 l3、 l4將相對桿長乘以任意比例系數(shù)，所得機(jī)構(gòu)都能滿足轉(zhuǎn)角要求。若給定兩

8、組對應(yīng)位置，則有無窮多組解。第十一張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 舉例：設(shè)計一四桿機(jī)構(gòu)滿足連架桿三組對應(yīng)位置：1 1 2 2 3 345 50 90 80 135 1101133代入方程得： cos90 =P0cos80 +P1cos(80-90) +P2 cos135=P0cos110+P1cos(110-135)+P2 解得相對長度: P0 =1.533, P1=-1.0628, P2=0.7805各桿相對長度為：選定構(gòu)件l1的長度之后，可求得其余桿的絕對長度。 cos45 =P0cos50 +P1cos(50-45) +P2B1C1ADB2C2B

9、3C322l1=1l4 =- l3 / P1 =1.442l2 =(l42+ l32+1-2l3P2 )1/2 =1.783 l3 = P0 = 1.553, 第十二張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計：潘存云D實(shí)驗(yàn)法設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)當(dāng)給定連架桿位置超過三對時，一般不可能有精確解。只能用優(yōu)化或試湊的方法獲得近似解。1)首先在一張紙上取固定軸A的位置，作原動件角位移i位置 i i 位置 i i 12 15 10.845 15 15.823 15 12.556 15 17.534 15 14.267 15 19.22)任意取原動件長度AB3)任意取連桿長度BC

10、，作一系列圓弧;4)在一張透明紙上取固定軸D，作角位移iDk15) 取一系列從動件長度作同心圓弧。6) 兩圖疊加，移動透明 紙，使ki落在同一圓 弧上。 iiAC1B1第十三張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云四、按預(yù)定的運(yùn)動軌跡設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)ABCDE14325 傳送機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)構(gòu)CBADE6步進(jìn)式第十四張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于2022年6月寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計：潘存云ABCD四、按預(yù)定的運(yùn)動軌跡設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)NEM連桿作平面運(yùn)動,其上各點(diǎn)的軌跡均不相同。B, C點(diǎn)的軌跡為圓弧; 其余各點(diǎn)的軌跡為一條 封閉曲線。設(shè)計目標(biāo): 就是要確定一組桿長參數(shù), 使連桿上某點(diǎn)的軌跡滿足設(shè)計要求。第十五張，PPT共十八頁，創(chuàng)作于20