高等机构学第2版教学配套课件作者韩建友杨通于靖军 第4章 三位置运动生成平面四杆机构综合.ppt

第4章三位置运动生成平面四杆机构综合韩建友机械工程学院Eovegooctieninbnnioas第4痛三位聋运动生成平面四林机构综合哦达放刺荸丈机械设计中有一类问题,要求机器或机构中的某一构件或物体,能顺次通过若干给定的位置对于这类问题:>Hall将其称为导引机构设计“ODesignofaguidinglinkage:>“Sah和Radclitfe将其称为删体导引机构综合“(Rigid-bodygnidance:>“Sandor和Erdman将其称为“运动生成机构综合“CAotiongeneration)-本文统一采用运动生成机构综合这个称谓.其中被导引的刚体或构件做一般平面运动,而连杆机构中不与机架直接相连的连杆的运动就是平面运动,因此我们用连杆机构来导引构件实现给定的位置单自由度连杆机构可分为铰链四杆机构、六杆机构以及八杆机构等.而这些机构又能派生出各种带混块的机构-连杆机构还可与其他机构结合成各种组合机构,这些机构的连杆平面都能作各种复杂的平面运动英朱Msnton第4痛三位聚运动生成平面四林机构综合碾E本章只研究用一个铰链四杆机构来实现创体导引的问题,就是根据给定的被导引连杆平面的位置确定四杆机构两个连架杆的位置,即确定可以作为动铱链点的国点以及可以作为固定铭链点的国心点。

用一个四杆机构来实现刘体导引,被导引刚体最多可以给定五个精确位置>如果给定两个位置,则任意选定两个动铰链点位置,固定银链点可在两个动铰链点对应两位置许线的坤直平分线上任意选取:>如果给定三个位置,则任意选定两个动铰链点(或固定铰链点》的位置,固定铰链点(或动铰链点》在固定平面内(或动平面内)唯一确定>“如果给定四个位置,则圆心点分布在固定平面内的三次曲线上,圆点分布在许杆平面内的三次曲线上,这个规律最初是由德国学者布尔梅斯特(Barmester)发现的,因此这两条曲线合称布尔梅斯特曲线->“二、三、四位置问题解的个数都是无穷多的对于给定五个位置的问题,国点和国心点的个数是有限的,即可以得到有限个漾足设计条件的四杆机构第4痛三位聚运动生成平面四林机构综合碾E由上述可知,两位置的设计闰题比较简单,通过简单的作图方法就可以得到较满意的机构三位置以上的设计问题就比较复杂,因此刚体导引的研究主要集中在三、四、五位置问题上,本章主要研究三位置问题,对于四、五位置问题将放到下一章中闸述对于三位置问题,国点是可以任意给定的,与之对应的圆心点由相关公式求出当然也可以先任意给定国心点,再求与其对应的圆点。

蛙然看似简单,但由于四杆机构的两个固定铰链点都可以在固定平面内任取(或者两个动铰链点都可以在连杆平面内任取),因此设计者在综合机构时存在比四位置问题更大的相目性和随意性本章对三位置问题分别给出了3个限定铰链点的条件,即给定连架杆长度、给定连架杆夹角以及给定连杆在第1位形的瞬心点,这样就缩小了国点和国心点的取值范围由推导过程可知,在分别添加了这些条件以后,圆点和圆心点都君曲线分布,文中给出了这些曲线的表达式最后通过计算示例探讨了限定连架杆长度所得曲线的变化规律,并结合解域的方法实现了机构的优选-.蓉丶才朱节孙林-第4亮三位聚运动生成平面四林机构综合潢费濉4.1、删体平面远动矩阵及铧链点公式的推导4.2、给定建架杆长度的三位置运动生成机构绪合4.3、给定建架杆夹角的下位置运动生成机构绪合4.4、给定建析在第1位形瞬心点的三位置远动生成机构绪合4.5、计算示例第4痛三位聋运动生成平面四林机构综合连杆平面乙的位置可由连杆平面上任意点九以及任选的一条直线PZ的方位角来确定.该平面在第1位置时用一表示,其上点为BCx,X0,直线的方位角为4;该平面在第;位置时用万表示,其上乙点为R(xi,),丁5直线的方位角为,如图4-1所示。

连杆平面从位置1到位置iti=2.34....)的位移短阵可由第1章导出的刚体一舫位移矩阵直接写一一用,加式L所示.图4-1刚体平面运动示意图(4-Dt一江一页c0s0十加in8刀二sinJ加cos0,,Da二0.Dal五0.Das二1第4痛三位聚运动生成平面四林机构综合如图4-1所示,设待求第1位置的国心点和圆点,奂量分别为一二(xo:Ma)和-=(xaaj:第;位置的国点矢量为4=(x0s),则有远5[a<根据李长不变条件,有约束方程[一T[4s-4A]z[ha-4AJT[a-](43)把式(4z)代入式(4一3)'整理得帕4挂三位聚运动生成平面四杆机构绊合图d对于三位置闰题(i一2.3),国点和圆心点处处存在,也就是说连杆平面内任一点都可作为动铰链点(圆点);或者说固定平面内任一点都可以作为固定铰链点(圆心点)因此可以通过任意给定圆心点坐标(xs.1o)来求圆点坐标(e3u),也可以通过任意给定圆点坐标(:a.34)来求国心点坐标(.3)解方程式(4.5)可得圆点坐标的表达式WoKso一WoRe第4痛三位聋运动生成平面四林机构综合睡E如果给定国点坐标,则式G-4)变为关于国心点的二元一次方程组G=Apru-人s解方程式(4-7)可得圆心点坐标的表达式f(4-8)【2。

对于给定连架杆长度、连架杆夹角以及连杆在第1位形的瞬心点这3个限定条件,下面分别给出各自情况下圆点和圆心点分布曲线的方程式骗儿才_机_有孙粉进支沥怀沥第4亮三位聋运动生成平面四林机构综合4.1、刚体平面运动矩阵及铁链点公式的推导4.2、给定逊架杆长度的三位置运动生成机构绪合4.3、给定建栏析夹角的三位置运动生成机构综合4.4、给定建杆在第{位形瞬心点的六位置运动生成机构综合4.5、计芸示佛吴荣机林学稚述冀鼠面.*。