畢業(yè)設(shè)計曲柄搖桿機構(gòu)的設(shè)計方法(編輯修改稿)
2025-08-23 16:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (III)給定 和 式子（5）比（3）變形整理的： (39)仿上可以求的 和 。(IV)給定和 式子（4）變形整理的： (310)仿上可以求的 和 。(V) 給定和式子（5）比上（4）變形整理的：(311)仿上可以求的和。(VI)給定和式子（5）變形整理的 (312)仿上可以求的和。 在4個桿長和6個桿長比中各給定一個量，共有24種給定方式。由于這種附加要求下的機構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵仍在于根據(jù)給定的桿長比確定角參量，而相應(yīng)的確定方法已在上節(jié)給出，所以此處不再贅述。已知搖桿長度，擺角和行XXXX速度變化系數(shù)K設(shè)計如下：(1)由給定的形成速度變化系數(shù)K求出極位夾角。 (2)，任選固定鉸鏈中心D的位置，由搖桿長度和擺角，做出搖桿兩個極限位置C1D和C2D。（3）連接C1和C2 ，并作C1M垂直與C1C2。（4）作，C2N 與C1M相交于P點，有圖可見。（5）做三角形PCC的外接圓，在此圓周（弧C1C1和弧EF除外）上任取一點A做出曲柄的固定點連接AC1和AC2，因同一圓弧的圓周角，因為同一圓弧的圓周角相等，故CAC=CPC。（6）因極限位置處曲柄和連桿共線，故AC1=，AC=+，從而得曲柄長度=(ACAC)/2，連桿長度=(AC+AC)/=。由于A點是三角形CPC外接圓上任選的點，所以若僅按行XXXX速度變化系數(shù)K設(shè)計，可得無窮多的解。A點位置不同，機構(gòu)傳動角大小不同。 曲柄搖桿機構(gòu)給定連桿3的長度=BC極其兩個位置B1C1和B2C2，要求確定連架桿與機架組成的固定鉸鏈中心A和D的位置，并求出其余三桿的長度、.由于連桿3上的B、C兩點的軌跡分別以A、D為圓心的圓弧，所以A、D必分別位于BB和CC的垂直線平分線上。涉及步驟如下：(1)根據(jù)給定條件，繪出連桿3的兩個位置BC和BC。(2)分別連接B和B，C和C，并作BB、CC的垂直平分線b、c。(3)由于A和D兩點可分別在b和c兩直線上任意選取，股有無窮多個解。在實際設(shè)計時還可以考慮其他條件如：最小傳動角、個桿尺寸所允許的范圍或其他機構(gòu)的要求。 曲柄搖桿運動時其連桿作平面復(fù)雜運動，連桿上每一點都描出一條封閉曲線連桿曲線。連桿曲線的形狀隨點在連桿上的位置和各桿相對尺寸的不同變化而不同，連桿曲線形狀的多樣性使他有可能用于描繪復(fù)雜的軌跡。曲柄搖桿曲線是高階曲線，所以設(shè)計四桿機構(gòu)使其連桿上一點實現(xiàn)給定的任意的軌跡是十分復(fù)雜的。未為了便于設(shè)計，工XXXX上常常利用事先編好的連桿曲線圖譜。從圖譜中找出所需的曲線，便可直接查出該四桿機構(gòu)的個尺寸參數(shù)。在運用圖譜設(shè)計可以按照以下步驟進行：首先，從圖譜中查出形狀與要求實現(xiàn)的軌跡相識的連桿曲線；再次，按照圖上的文字說明得出所求四桿機構(gòu)的比值；再次，用縮放儀求出圖譜中的連桿曲線和所要求軌跡之間的相差的倍速，并由此確定所求的四桿機構(gòu)各桿的真實值，最后，根據(jù)兩岸曲線上的小圓圈與鉸鏈B、C的對應(yīng)位置，即可確定描繪軌跡之間的點在連桿上的位置。 曲柄搖桿機構(gòu)設(shè)計方法的比較(1)傳統(tǒng)的幾何作圖法最大的特點是直觀，概念清楚，幾何作圖法對機構(gòu)的尺度在理論上和方法都起到了巨大的推動作用，但是缺點是精度低，作圖復(fù)雜、繁瑣，并且只能實現(xiàn)有限位置的尺度綜合。因此該方法無法實現(xiàn)做出精確的運動軌跡，但是隨著計算機的廣泛的應(yīng)用幾何作圖法會有新的發(fā)展。(2)解析法是通過建立方XXXX通過方XXXX求解的一種方法來求解的方法。目前解析法被廣泛應(yīng)用，他以精確的計算出曲柄搖桿機構(gòu)個桿的長度以及優(yōu)化而大量運用。但是解析法建立方XXXX復(fù)雜、計算量大，函數(shù)約束比較復(fù)雜，容易出現(xiàn)計算錯誤而受到約束。（3）根據(jù)給定點的運動軌跡設(shè)計四桿機構(gòu)時候需要與圖譜進行比對，然而圖譜分析得出的桿件結(jié)果經(jīng)常是一個范圍，所以結(jié)果不是很準確，并且圖譜的樣式不同各個國家的設(shè)計標準有區(qū)別得到的圖譜也有所差異不能被廣泛的實用。 4 曲柄搖桿機構(gòu)的特性運用 搖桿主動時機構(gòu)的死點情況 所示，曲柄搖桿機構(gòu)的搖桿主動時，在一個運動循環(huán)內(nèi)， 從動件曲柄總會與連桿共線兩次( 拉直共線AB2C2D 或重疊共線AB 1C1D ) ，此兩個位置為機構(gòu)的死點位置，這是無條件的，因此可以說當搖桿主動時，曲柄搖桿機構(gòu)無條件地存在兩個死點位置. 但是否還有其他死點位置呢? 圖 曲柄搖桿機構(gòu) 曲柄主動時機構(gòu)有死點位置的條件曲柄主動時，要使曲柄搖桿機構(gòu)有死點位置，則必須使連桿b 與從動件搖桿c 拉直共線或重疊共線，下面分拉直共線與重疊共線兩種情況來討論。 (1)假設(shè)連桿b 與搖桿c可處于拉直共線位置。則必有如圖2a 所示ABD 存在，則有a+db+c，而對以AB 為曲柄的曲柄搖桿機構(gòu)而言，總有a+db+c，故有a+d=b+c. 由于曲柄a為最短桿，故此時機架d 必為最長桿。(2)假設(shè)連桿b 與搖桿c可處于重疊共線位置。則必有如圖2b (b c) 或圖2c(bc) 所示ABD 則有a+bcd，即有a +bc+d，而對以AB為曲柄的曲柄搖桿機構(gòu)而言， 總有a+b c+d，故有a+b=c+，故此時連桿b 必為最長桿。對圖2c，則有a + c bd， 即有a + cb+d。而對以AB為曲柄的曲柄搖桿機構(gòu)而言，總有a+ cb+ d，故有a +c= b+ d 由于曲柄a 為最短桿， 故此時搖桿c 必為最長桿。 綜上所述，曲柄搖桿機構(gòu)當滿足最短桿與最長桿的長度之和等于另外兩桿長度之和時，即有死點位置存在. 因此可得，曲柄主動時，曲柄搖桿機構(gòu)具有死點位置的條件為：，曲柄主動時，曲柄搖桿機構(gòu)無死點位置的條件為：最短桿與最長桿的長度之和小于另外兩桿長度之和。 圖 滿足有死點條件的曲柄搖桿機構(gòu)的死點個數(shù)及位置情況分析由上可見，曲柄主動時，曲柄搖桿機構(gòu)具有死點位置的條件為: 最短桿與最長桿的長度之和等于另外兩桿長度之和. 當滿足該條件時， 由于曲柄a為最短桿，下面分別以連桿、機架、搖桿為最長桿時，、 所示，考察機構(gòu)的死點個數(shù)及位置情況. 可知，搖桿的兩可行域弧段C C、CC在C點連通起來， 因而搖桿的擺動范圍可只在CC弧段上進行 也可在CCC 弧段上進行。對應(yīng)于只在CC弧段上的來回運動在一個工作循環(huán)中，曲柄須轉(zhuǎn)動一周，其經(jīng)過AB位置一次。即此時，曲柄主動時，有一個死點位ABCD。若搖桿主動時，則有二個死點位置。ABCD 及ABCD.對應(yīng)于在弧段上的來回運動，在一個工作循環(huán)中，曲柄須轉(zhuǎn)動二周，其經(jīng)過 ， 曲柄主動時，有二次死點， ，則有四個死點位置ABCD 、ABCD( 二次) 及ABCD。 特別地，當曲柄a 與連桿b 等長且為最短桿，搖桿c 與機架d 等長且為最長桿， 即a = b c = d 的曲柄搖桿機構(gòu)，如圖3d 所示. 該機構(gòu)滿足最短桿與最長桿的長度之和等于另外兩桿長度之和的條件， 因而當曲柄主動時， 搖桿的擺動范圍可只在CC弧段上進行，也可在CCC 弧段上進行. 對應(yīng)于只在C C 弧段上的來回運動，曲柄主動時， 在一個工作循環(huán)中，曲柄須轉(zhuǎn)動一周. 但在此過XXXX中，曲柄轉(zhuǎn)過機架線之上時，搖桿在CC弧段上擺動一個來回. 曲柄轉(zhuǎn)過機架線之下時， 搖桿在機架位置靜止不動. 此過XXXX中， 曲柄經(jīng)過AB、AB位置各一次，即有二個死點位置ABCD 及ABCD。 若搖桿主動時，因曲柄只能在機架線之上作來回擺動， 此時機構(gòu)已蛻變成雙搖桿機構(gòu)，且有三個死點位置ABCD、ABC
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