机械原理课件英文版Lecture4-4(平面连杆机构).ppt

机构的尺寸综合Dimensional synthesis包括两项基本内容：(1) 根据给定运动形式的要求选择机构的类型；(2) 根据给定的运动参数确定机构运动简图中各构件的运动学尺寸 kinematic dimensions. 4.4.1 Body Guidance 刚体引导 根据四杆机构中连杆上某线段通过的某些指定位置，设计四杆机构的问题称为刚体引导。 ①在连杆上线段EF的第一个位置E1F1，两个活动铰链的转动中心 B1 、C1 可以任意选取. B1 C1 F1 E1 构成刚体——连杆 ②在所有位置，BCEF构成的四边形的形状都应该完全相同 构建四边形 B2C2F2E2 ≌B1C1F1E1, 得到点 B2，C2. 构建四边形 B2C2F2E2 ≌B1C1F1E1, 得到点 B2，C2. 因为活动铰链B点是绕着固定铰链A旋转的，其轨迹是以A点为圆心，以AB为半径的圆。 若点 C1, C2, C3 落在同一直线上, 则摇杆演变成滑块. ② 作同时过点B1，B2 ，B3 的圆，其圆心为固定铰链A. ③ 作同时过点 C1，C2，C3 的圆，其圆心为固定铰链 D. 但是，设计的机构不能使连杆通过3个指定位置。 当 DC为原动件逆时针由 DC2旋转到DC3时，从动件 AB 抵达 AB3’, 而不是 AB3. 当 AB为原动件逆时针由 AB3 旋转到 AB1时，从动件 DC 抵达 DC1’，而不是 DC1. 设计完成时应该检查阿苏尔杆组装配模式的一致性consistency。 已知：连杆BC上的一线段EF的三个位置，和固定铰链A、D的位置。 显然，B和C不能任取，否则，B的三个位置点的圆心不会刚好是A； C的三个位置点的圆心不会刚好是D。 若假设B1 、 C1任取。 作B3C3F3E3 ≌B1C1F1E1,得B3和C3 则B点的三个位置点的圆心不是A点。 只有正确地设计转动副B（和C）在连杆上的位置，才能使过三个B点所作的圆的圆心恰好是固定铰链A。 已定构件 (BCFE) 通过待定活动铰链B与固定铰链A相连，将已定构件 (BCFE) 选作参考构件 reference link. 圆周点A相对于参考构件(EF)的轨迹是一个圆，圆心在待定活动铰链B点。 同理，圆周点D相对于参考构件 (EF) 的轨迹也是圆，圆心位于待定活动铰链D点. 注意：不是所有运动已知的构件都可以作为参考系！只有待定活动铰链所连接的运动已知构件才可以作为参考系! 为了寻找周围点A相对于参考构件EF的轨迹，必须设构件EF为固定不动的。 采用机构倒置法，以EF杆作为参考机架。 ?E2F2A代表圆周点A相对于参考系EF的第二个相对位置。 ?E3F3A代表圆周点A相对于参考系EF的第三个相对位置。 作?E1F1A3’≌?E3F3A得A3’ 注意： ?E1F1A3’和?E3F3A的字母旋向要一致！这样，A点相对于EF的相对位置才保持不变。 注意： ?E1F1A3’和?E3F3A的字母旋向要一致！这样，A点相对于EF的相对位置才保持不变。 注意： ?E1F1A3’和?E3F3A的字母旋向要一致！这样，A点相对于EF的相对位置才保持不变。 作?E1F1A2’??E2F2A得A2’字母旋向要一致！ 过A、A2’、 A3’三点作圆，圆心是B1 可用类似方法求得C1，过程省略 机构第一个位置图 去掉原先的辅助线。 作B2C2F2E2 ≌B1C1F1E1,得B2和C2 作B3C3F3E3 ≌B1C1F1E1,得B3和C3 机构第二个位置图 机构第三个位置 检验运动未知构件的杆长是否保持不变：C1D=C2D=C3D 且 B1A=B2A=B3A 此解法是让参考系EF停在第一个位置。 4.4.2 函数生成 Function generation Ex.2 设计铰链四杆机构ABCD，要求?12 和 ?13分别与 ?12 和 ?13 对应。 C点是待定活动铰链， 作?E3AB3≌ ?E1AB1, 得 B3. ?DF2B2代表B点相对于DF的第二个相对位置。 ?DF3B3代表B点相对于DF的第三个相对位置。 ?DF1B1代表B点相对于DF的第一个相对位置(未画) (3) 作?DF1B2’≌?DF2B2 , 得 B2’. (4) 作?DF1B3’≌?DF3B3 , 得 B3’. (5) 作B1B2’和B2’B3’的中垂线，交于C1 (6) 连接B1C1，则AB1C1D机构的第一个位置。 去掉原先作的作图辅助线。 作?DF2C2≌?DF1C1 , 得 C2. 作?DF3C3≌?DF1C1 , 得 C3.