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沈阳机床厂平面四杆机构的设计
日期：2011年05月25 来源：沈阳机床 关键字：沈阳机床厂
平面连杆机构设计的主要任务，是根据机构所要完成的运动而提出的设计条件（运动条件、几何条件和传力条件等）确定机构的运动简图尺寸，画出机构运动筒图。
由于生产实践中对四杆机构的要求不同，给定的条件也各不相同，根据分析，可将平面连杆机构设计的问题归纳为以下两类问题：沈阳机床厂①实现给定的运动规律问题；沈阳机床厂②实现给定的运动轨迹问题。
四杆机构的设什方法有：图解法、解析法和实验法三种。沈阳机床厂图解法简明、直观、但精度较低}解析法精度较高，能解决的问题也比较广泛，但不直观t随着计算机技术的发展，其应用将日益扩大；实验法虽然理论分析少，精度也较低，但在工业中比较实用。设计时究竟采用哪种方法，应取决于所给定的条件和实际工作要求。沈阳机床厂下面介绍简明实用的图解法。
1．按给定运动规律设计四杆机构
已知连杆长度BC及连扦的三个给定位置B．C-，B,c2，B,G，设计此四杆机构。
在铰链四杆机构中，由于连架杆1和3分别绕两个固定铰链A和D作定轴转动，所以连杆上点B的三个位置B；，B,．B。应位于同一圆周上，其圆心即为连架杆l的固定铰链A。因此分别连接B，岛及B。B并作两连线的中垂线，其交点即为固定~链A。
同理可求得连架杆3的固定铰链D。连线AD即为机架的长度。AB．clD即为所求的铰链四杆机构。
如果只给定连杆的两个位置，则点A和点D可分别在B，B z和C．G各自的中垂线上任意选择，因此有无穷多解。为了得到确定的解，可根据具体情况掭加辅助条件，例如给定最小传动角或提出其他结构上的要求等。
沈阳机床厂已知与翻台固联的连杆2的长度L。—BC及其两个位置B．G和B2C：，翻台的对应位置为I和Ⅱ，机构由液压缸驱动，砂箱被翻转到位置Ⅱ后托台8上升接应并起模。要求AD两铰链中心装在水平线x---x上，试设计该翻转机构。
解：(1)选择作图比例尺n一实际尺寸／图面尺寸，根据已知条件绘出两连架杆位置B-C．和B,C,及x-x位置线。
（约分别连接B．凰和C，G并作它们的中垂线B．。和c。。分别与x-x交于A，D两点。ABlC，D即为所求的机构。
(3)由图中量取各杆长度并按作图比例尺算出各杆实际长度。得L们-P AB, Lir一p Dl L^D一“AD2．按给定摇杆两极限位置设计曲柄播杆机构图4-3fi(a)是刨床进给机构的示意图。它是曲柄摇杆机构与棘轮机构的联合应用。当刨床的滑枕往复运动一次，曲柄AB旋转一圈，同时摇杆绕D点在两极限位置C-D，C2D之间往复摆动一次。沈阳机床厂在摇杆上装有一个棘爪，从而使与进给丝杠连在一起的棘轮向单方向转过一个角度‘。由≠的大小决定进给量的大小。
这种机构的设计一般是事先根据结构的要求定出曲柄的转动中心A和摇杆的摆动中心D，并选定一个摇杆长度CD和起始角p.然后根据最大进给量的要求算出摇杆摆角p，即摇杆的两个极限位置。沈阳机床厂根据这两个极限位置的要求设计所需要的曲柄和连杆的长度。
从上面分析知道，对于曲柄摇杆机构，当摇杆处在极限位置时，连杆和曲柄必在一条直线上，这时从图4-36(b)几何关系中可得AG=/-r万一z=/+r由此得r一号（-2丽，）/- 17(A z+Aj) 其中AC．和AG可以用作图法直接量出。
当机构传递转矩较大时，确定了机构各构件的尺寸之后，还应检查其最小传动角k。。是否在许可范围内。如果太小，则可通过调整曲柄轴A的位置达到。
3．沈阳机床厂按给定行程速度变化系数K设计四轩机构
在设计具有急回特性的四杆机构时，通常接实际需要先给定行程速度变化系数K的数值，然后根据机构在极限位置的几何关系，结合有关辅助条件来确定机构运动简图的尺寸参数。
1)曲柄摇杆机构已知条件：摇杆长度Z。，摆角妒和行程速度变化系数K。设计喵柄摇杆机构。设计的实质是确定铰链中心A点的位置，定出其他三杆的尺寸2．、如和“。其设计步骤如下：
由给定的行程速度变化系数K，按式(4-4)求出极位夹角口，日一180。等岩；如图4 37所示，任选固定铰链中心D的位置，由摇杆长度￡和摆角p，作出摇杆两个极限位置C1D和C,D,连接c，和C。，并作c．M垂直于c, c:，/e．GN一90。日，c。N与c．M相交于P点，由图可见，/C,PC2一日；作△PC．G的外接圃，此圆上任取一点A作为柏柄的固定铰链中心，连接AC-和AC：，因同一圆弧的圆周角相等，故么C．ACz-/C，PCz=0;因极限位置处于曲柄与连杆共线，故AC． -z：一z．，Ac。=z。+z．，从而得曲柄长度￡，一昙（A c2一ACl）；再以A为圆心和f．为半径作圆，交C．A的延长线于B,，交C, A于B 2，即得且CI-Bz巴-fz及AD=“，由于A点是△PC,C。外接圆上任选的点，所以如果仅按行程速度变化系数K设计，可得无穷多的解。A点位置不同，机构传动角的大小也不同，如果想得到良好的传动质量，可按照最小传动角，或其他辅助条件来确定A点的位置。
2)导杆机构已知条件：机架长度f^D、行程速度变化系数K。设计摆动导杆机构。牛头刨床及冲床的摆动导杆机构就属于此种情况。
导杆机构的极位夹角日等于导杆的摆角。，所需确定的尺寸是曲柄长度/m。设计步骤如下：
由已知行程速度变化系数K，按式(4-4)求得极位夹角日（也就是摆角≯），日=180。簧吾一妒；任选固定铰链中心D．以夹角廿作出导杆两极限位置DB1和DB,； 作摆角口的平分线AD，并在线上取￡AD．得固定铰链A的位置；过A点作导杆极限位置的垂线AB,或AB,，即得曲柄长度‰。
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