实验法设计平面连杆机构

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册中》第1940页（1501字）

3．3．1 覆盖法

对于要求在主动构件和从动构件之间实现三对以上或更多对应位置关系时，常采用覆盖实验法。例如要求平面连杆机构的主动构件和从动构件之间实现五对对应角位移关系，则其设计步骤如下：

①在第一张透明纸上取定主动构件的固定铰链中心A的位置，如图5．4-37a)所示，然后按主、从构件的角位移画出相应的位置线A1、A2、…、A5，并选取适当的杆长AB作一圆弧，两者的交点分别为B₁、B₂、…、B₅。

图5．4-37 覆盖法

②选定适当的连杆长度BC，分别以B₁、B₂、…、B₅各点为圆心，BC长为半径，作圆弧K₁、K₂、…、K₅(见图a)。

③在第二张透明纸上选定从动构件固定铰链中心D点的位置，然后按从动构件的角位移画出从动构件的相应位置线D1、D2、…、D5，再以D点为圆心，画若干同心圆，如图b)所示。

④如图c)所示，将第二张透明纸覆盖在第一张透明纸上，使第二张纸相对第一张纸作相对转动，直到K₁、K₂、…、K₅各圆弧同时落在从动构件某一同心圆和D1、D2、…、D5的交点上，则AB₁C₁D即为所求的四杆机构。

若试凑时得不到满意结果，可重新选定连杆BC或连架杆AB的长度，重新画第一张图，再行试凑，直到满意为止。

3．3．2 模型法

如图5．4-38所示，设已给定主动件AB的长度、固定铰链中心A和连杆上一点M，要求设计一四杆机构，使连杆上的点M沿预期的运动轨迹运动。为此，在连杆上另外固结若干杆件，它们的端点C、C＇、C＂、……在点M沿预期的运动轨迹运动的过程中，也将描绘各自的连杆曲线。从这些曲线中找出圆弧或与圆弧相近的曲线，于是即可将描绘此曲线的点作为连杆与另一连架杆的铰链点C，将此曲线的曲率中心作为该连架杆与机架的固定铰链点D，AD即为机架，CD即为从动连架杆。

图5．4-38 模型法

3．3．3 图谱法

图5．4-39所示为一描绘连杆曲线的仪器模型。设主动件AB的长为1单位长度，其余各构件相对于构件AB的相对长度可调节。连杆与不透明的多孔薄板固定。当机构运动时，薄板每个孔的运动轨迹即为一条连杆曲线。利用光束照射，把这些曲线印在感光纸上，就可得到一组连杆曲线。改变各杆的相对长度，还可作出另外许多形状不同的连杆曲线。将记录的这些连杆曲线顺序整理汇编成册，即成为连杆曲线图谱。图5．4-40所示是四连杆机构分析图谱中的一幅。根据预期的运动轨迹，从图谱中查出与要求实现的轨迹相似的连杆曲线，以及描绘该连杆曲线的四杆机构中的相对长度，再用缩放仪求出图谱中的连杆曲线和要求的轨迹之间相差的倍数，即可求得四杆机构各杆的尺寸。

图5．4-39 描绘连杆曲线的仪器模型

图5．4-40 四连杆机构分析图谱