【正文】 , yD ) (i = 2,3,L , n) ( xBi ? xA )2 + ( yBi ? y A )2 = ( xB1 ? xA )2 + ( yB1 ? y A )2 (i = 2,3,L , n) ( xCi ? xD ) 2 + ( yCi ? yD )2 = ( xC1 ? xD )2 + ( yC1 ? yD ) 2 (i = 2,3,L , n) Ei x?B ? Fi y?B + Gi = 0 對于 B點： 14 Chapter 7 Design of Linkage Mechanisms SEUQRM 當 A、 D位置未 給定時，上式含有四個未知量 x?B、 y?B 和 x A、 y A 共有 (n1)個方程，其有解的條件為 n≤ 5，即 四桿機構(gòu)最 多能精確實現(xiàn)連桿五個給定位置 。 例如連桿不能經(jīng)過 圖示三個位置。 實現(xiàn)連桿三個位置 的設(shè)計最終歸結(jié)為 找圓心 問題。 A D M1 N1 N2 Coupler M2 M3 N3 9 Chapter 7 Design of Linkage Mechanisms SEUQRM 此問題可采用 轉(zhuǎn)換機架法 進行設(shè)計。 AB1C1 即 為 所 設(shè) 計 C3 機構(gòu)的第一位置。 用滑塊機構(gòu)完成門的開閉，滑塊導路位置線如圖。 6 Chapter 7 Design of Linkage Mechanisms SEUQRM B1 B2 B3 C1 C2 C3 b12 A b23 D c12 c23 特殊情況，若 B1 、 B2 、 B3 或 C1 、 C2 、 C3 位于一條直 線上 ，則得含一個移動副的 四桿機構(gòu)。 選定一比例尺作圖： 分別作 B1B2和 C1C2的中垂線 ,它們分別與 x軸交于點 A和 D， AB1C1D即為所求機構(gòu)第一個位置圖。此 時可 添加 一些其他條件 ，如 滿足 整轉(zhuǎn)副 存在條件、最小 傳動角 條件、固定鉸鏈中心 A 、 D 的位置范圍要求等， 以獲得唯 一解。 實 現(xiàn) BC 三 個 位 置 的 四 桿機構(gòu)是唯一的。） C2 B3 B2 Position 1 C3 Position 3 Position 2 Coupler B1 C1 2 Chapter 7 Design of Linkage Mechanisms SEUQRM The fixed pivots have not been determined （ 固 定 鉸 鏈位置未知） . The coupler positions are represented by the moving pivots（連 桿位置用動鉸鏈中心 B、 C兩 點表示） Two fixed pivots have been determined（固定鉸 鏈位置已知） . The coupler positions are represented by two arbitrary moving points on the coupler plane （ 連 桿 位 置 用 連 桿 平 面上任意兩點表示） Two Kinds of Problems： M1 M3 N1 N3 A D M2 Coupler N2 C2 B3 B2 Position 1 C3 Position 3 Position 2 Coupler 3 Chapter 7 Design of Linkage Mechanisms SEUQRM 1. The Coupler Positions Represented by the Moving Pivots B, C 連桿位置用動鉸鏈中心 B、 C兩點表示 已知四桿機構(gòu)的連桿經(jīng) 過 三 個 預(yù) 期 位 置 序 列 B1C1 、 B1 B2C2和 B3C3 B2 B3 C1 C2 C3 b12 A b23 D c12 c23 分別作 B1B2和 B2B3的中垂線， 其交點即為 固定鉸鏈中心 A Graphical Methods 幾何法 又 分 別 作 C1C2 和 C2C3 的 中 垂 線，其交點為固定鉸鏈中心 D AB1C1D 即 為 所 求 鉸 鏈 四 桿 機 構(gòu)在 第一位置 時的機構(gòu)圖。B1 C1 1 Chapter 7 Design of Linkage Mechanisms SEUQRM Dimensional Synthesis of Bodyguiding Fourbar Linkages 剛體導引四桿機構(gòu)的運動設(shè)計 要求連桿機構(gòu)能引導某構(gòu) 件 (Coupler) 按 規(guī)定順序精確 或近似地經(jīng)過給定的若干位 置。（四桿機構(gòu) 最多 能精確實 現(xiàn)連桿 五個給定位置 。 4 Chapter 7 Design of Linkage Mechanisms SEUQRM B1 B2 B3 C1 C2 C3 b12 A b23 D c12 c23 當按比例作圖時，由圖 上量得尺寸乘以比例尺后即 得兩連架桿和機架的長度。 如 果 僅 給 定 BC 的 兩 個 位置 ，則有 無窮多個解 。 m mm 取比例尺 ?l = 5 Chapter 7 Design of Linkage Mechanisms SEUQRM 設(shè)計實例 —— 震實式造 型機工作臺翻轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計 已知連桿的長度 lBC， B1C1 、 B2C2 在坐標系 xy中的坐標， 并要求固定鉸鏈中心 A、 D位于 x軸線上。由圖上 量得尺寸乘以比例 尺后即得 lAB 、 lCD和 lAD的實際尺寸。 7 Chapter 7 Design of Linkage Mechanisms SEUQRM 設(shè)計實例 —— 內(nèi)擺式乘 客門 —— 已知車門的關(guān)閉、半開和 全開三個狀態(tài)，各狀態(tài)用門上的一條直線 S表示其位置。 B2 C2 B3 B1 C1 S1 S2 S3 h 將車門作為連桿，在其上選擇動鉸鏈中心 B、 C； 找出 B、 C相應(yīng)的三個位置； 作 B1B B2B3的中垂線，交點即為 A。 A 分 析 —— 若 B1 位 于 AC1 連 線 上 方 能 否 正常工作？ B 、 C 位置選擇時應(yīng)注意 哪 些 問 題？ 若 C3 位 于 B3左側(cè)會怎樣 ？ 8 Chapter 7 Design of Linkage Mechanisms SEUQRM 2. The Coupler Positions Represented by two Arbitrary Moving Points on the Coupler Plane 連桿位置用連桿平面上任意兩點表示 已知連桿平面上 兩點 M、 N的三個預(yù)期 位 置 序 列 為 Mi 、 Ni (i=1,2,3)，兩固定鉸鏈 中心位于 A、 D位置。 如取連桿的第一 個位置 M1N1 （亦可取第二 或第三個位置）為 “ 機架 ” ，找出 A 、 D 相 對 于 M1N1 的 位 置 序 列 ， 從 而 將 原 問 題 轉(zhuǎn) 化 為 已 知 N2 N3 M2 M3 搬動兩個四邊形 AM2N2D、 C1 D2 A D D3 連 接 AB1 、 B1C1 和 C1D ， B1 AB1C1D即為所設(shè)計機構(gòu)的 A2 10 Chapter 7 Design of Linkage Mechanisms SEUQRM 當兩固定鉸鏈中心 A、 D的位置未給定時，四桿 機構(gòu)可實現(xiàn) 連桿平面上兩點 M、 N的 四個或五個預(yù)期位 置序列 ，其設(shè)計 需要用到圓點曲線和中心點曲線理論，可參考有關(guān)文獻。但有 時圓心雖然存在， B1 B2 B3 C1 C2 C3 D A 1→ 2→ 3 卻無實際意義。 11 Chapter 7 Design of Linkage Mechanisms SEUQRM Analytical Methods 解析法 鉸鏈四桿機構(gòu)，在機架上建立固定坐標系 Oxy，已知連 桿平面上兩點 M、 N在該坐標系中的位 置