機(jī)械基礎(chǔ)教程全集5章-資料下載頁
2025-04-30 03:25本頁面
【正文】 操作的圖解法。 給定行程速比系數(shù) k，就是給定了四桿機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動的條件，從而確定了極位夾角 θ ，根據(jù)其他一些限制條件及極位夾角 θ ，可用作圖法方便地作出該四桿機(jī)構(gòu)。 (1)按行程速比系數(shù) k設(shè)計曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)已知搖桿長度 LCD、擺角 ψ和行程速比系數(shù) k。試設(shè)計該曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 設(shè)計分析：如圖 533a所示，顯然在已知 LCD、 ψ 的情況下，只要能確定鉸鏈 A的位置，則在量得 LAC1和 LAC2后，則可求得曲柄長度 LAB和連桿長度 LBC，即 LAD可直接量得。由于 A點(diǎn)是極位夾角的頂點(diǎn)，即 ∠C1AC2= θ ，如過 AC1C2三點(diǎn)作輔助圓，由幾何知識可知，在該圓上任取一點(diǎn) A為頂點(diǎn)，其圓周角也是 θ ，且過輔助圓心 O的圓心角 ∠C1OC2=2 θ 。顯然，當(dāng)求得極位夾角 θ 后，用作圖法容易作出輔助圓并得到圓心 O，則問題迎刃而解?，F(xiàn)將作圖步驟歸納如下： 1)計算 θ ：按式 (52)求得 θ k1k2 2)作搖桿的兩極限位置：任選搖桿回轉(zhuǎn)中心 D的位置，按一定的比例尺 μ 1，根據(jù)已知 LCD及擺角 ψ作出搖桿的兩個極限位置 C1D和 C2D(圖 533b)。 3)作輔助圓：連接 C C2，并作與 C1C2成 90176。 θ 的兩直線，設(shè)交于 O點(diǎn)，則 ∠ C1OC2=2θ 。以 O點(diǎn)為圓心，以 OC1(或 OC2)為半徑作輔助圓。 4)在輔助圓上任取一點(diǎn) A為鉸鏈中心，并連接 AC1和 AC2，量得 LAC2和 LAC1的長度，據(jù)此可求出曲柄和連桿的長度為 5)求其他桿件的長度：機(jī)架 LAD可直接量得，乘比例尺 μ 1即為實(shí)際尺寸。 注意，由于 A點(diǎn)是在輔助圓上任選的一點(diǎn)，所以實(shí)際可有無窮多解。若能給定其他輔助條件，如曲柄長度 LAB、機(jī)架長 LAD或最小傳動角γ min等，則可有唯一的解。實(shí)際設(shè)計時，多數(shù)均有相應(yīng)的輔助條件。 還有一種作圖方法作輔助圓：連接 C C2，在 C2作與 C1C2成 90176。 θ 的線 C2N，在 C2作與 C1C2垂直的線 C1M，得交點(diǎn) P，過 C2C1P三點(diǎn)作輔助圓，其余同上例。 與上述方法相似，可在已知滑塊行程 s、偏距 e和行程速比系數(shù) k的情況下，設(shè)計偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。具體步驟讀者可自行導(dǎo)出。 (2)按行程速比系數(shù) k設(shè)計擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)已知機(jī)架長度 LAC和行程速比系數(shù) k。設(shè)計分析：由圖 528可以看出，擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾角 θ 與導(dǎo)桿的擺角 ψ 相等，設(shè)計導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的實(shí)質(zhì)，就是確定曲柄長度 LAB。 2)作導(dǎo)桿的兩極限位置：任選一點(diǎn)為固定鉸鏈 C的中心，按 ψ ＝ θ 作出導(dǎo)桿的兩極限位置 Cm和 Cn，使 ∠mCn ＝ ψ 。 3)確定 A點(diǎn)及曲柄長度：作擺角 ψ 的平分線，并在其上取 CA=LAC，得曲柄回轉(zhuǎn)中心 A點(diǎn)的位置；過 A作 Cm線 (Cn線 )的垂線 AB1(AB2)，垂足為 B1(B2)，即得曲柄長度 LAB＝ μ 1AB1；畫出滑塊，則設(shè)計完成。 圖 531 錯列的機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu) 圖 532 銑床快動夾緊機(jī)構(gòu) 圖 534 加熱爐爐門啟閉機(jī)構(gòu) 在生產(chǎn)實(shí)踐中，經(jīng)常要求一個構(gòu)件在運(yùn)動過程中能達(dá)到某些特殊位置，如圖 514所示的可逆式座椅，就要求靠背在運(yùn)動時能達(dá)到左、右兩個位置，而且靠背正面相對。再如圖 534所示加熱爐爐門啟閉機(jī)構(gòu)，要求加熱工件時爐門關(guān)閉；加熱后爐門開啟，開啟后爐門應(yīng)放到水平位置并將 G面朝上，作為一個平臺使用。為此，要求爐門實(shí)現(xiàn)這兩個位置。遇到這類問題時，可將有一定位置要求的構(gòu)件 (如靠背、翻臺、爐門 )視作該四桿機(jī)構(gòu)中的連桿，此類問題可用作圖法設(shè)計， 具體設(shè)計方法如下。 設(shè)已知連桿 BC的長度 LBC及其兩個位置 B1C B2C2。 設(shè)計分析：由圖 535可知，如能確定固定鉸鏈 A和 D的中心位置，便可確定各構(gòu)件的長度。由于連桿上 B、 C兩點(diǎn)的軌跡分別在以 A和 D為圓心的圓周上，所以 A、 D兩點(diǎn)必然分別位于 B1B C1C2和中垂線 b12和 c12上。據(jù)此，可得設(shè)計方法和步驟如下： 1)選比例 μ l，按已知條件畫出連桿的兩個位置 B1C B2C2。 2)分別連接 B B2和 C C2點(diǎn)，并作它們的中垂線 b12和 c12。 3)在 b12上任取一點(diǎn) A，在 c12上任取一點(diǎn) D，連接 AB1C1D，則 AB1C2D即為所求的四桿機(jī)構(gòu)。各桿長度分別為： LAB＝ μ lAB1,LCD＝ μ lC1D,LAD＝ μ lAD。 圖 535 按連桿兩個位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu) 注意，在已知構(gòu)件兩個位置的情況下，由于 A、 D兩點(diǎn)在 b12和 c12上是任取的，故有無窮多解。若給出其他輔助條件，如機(jī)架長度 LAD及其位置等，就可得出唯一解。此外，如給定連桿長度及其三個位置，則答案就是唯一的。讀者可自行推證。
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