给出平面四杆机构中连杆和连架杆的两组对应位置,以及固定铰链中心D点的位置,如图a所示。试用图解法设计此平面四杆机构,确定BC杆和CD杆的长度,并画出该机构的最小传动角。
【正确答案】作图法求解,如图b所示。
(1)在位置Ⅱ连杆上截取任意长度[*],同样在位置Ⅰ连杆上截取任意长度[*]。
1)连接△DB2E2。
2)将DB2E2转至DE2与DE1重合,“反转”得转位点B'2。
3)连接DD'并作中垂线,铰链C应该在D和D'的中垂线上。
(2)在位置Ⅱ从动连架杆上截取任意长度[*],作圆弧,延长连杆得位置Ⅰ连架杆的位置E1。
1)连接△DB2E2。
2)将DB2E2转至B2E2与B1F1重合,“反转”得转位点D'。
3)连接B1B'2,并作中垂线,铰链C又应该在B1和B'2的中垂线上。
两中垂线的交点即为铰链C1的位置。连杆为一三角形构件B1C1F1。连接AB1C1D即为所设计的四杆机构。当摇杆从C1D转至C2D时,连杆从位置Ⅰ至位置Ⅱ,满足设计条件。
LBC=80mm,LCD=77mm
(3)该机构的最小传动角:机构的最小传动角应该在曲柄与机架共线的位置上。
作曲柄与机架拉直共线位置,得△B'C'D,作∠B'C'D=δmax;作曲柄与机架重叠共线位置,得△B"C"D,作∠B"C"D=γmin。所以,机构的最小传动角位置应该在AB"C"D位置上。
【答案解析】[解析] (1)给定连杆的两组位置,可以找到以铰链C为圆心、CD为半径的圆弧上的两个点。铰链C应该在D和D'的中垂线上。
(2)给定连架杆的两组位置,可以找到以铰链C为圆心、BC为半径的圆弧上的两个点。铰链C又应该在B1和B'2的中垂线上。
(3)两条中垂线的交点即为铰链C1的位置。