华北理工机械原理案例分析03无急回运动的曲柄摇杆机构设计问题

案例3无急回运动的曲柄摇杆机构的设计【重点、难点】无急回运动的曲柄摇杆机构的尺寸存在什么关系，深刻理解行程速比系数、极位夹角的含义。【本案例的引入】常见的曲柄摇杆机构均具有急回运动特性，那么无急回的曲柄摇杆机构的尺寸如何确定呢？例题一某曲柄摇杆机构，曲柄等速转动，设摇杆CD长度为70mm，图示分别为摇杆的左、右两个极限位置，摇杆的摆角φ在与机架成30°到90°角之间变化，机构的行程速比变化系数K=1，机架水平布置，试求该四杆机构其余各杆的长度。分析：K=1，则极位夹角为零，即C2AC1共线。因此，连接C1C2，与机架的交点为A点，如下图。AC2与AC1差值的一半就是曲柄的长度，依次求得其余杆长。例题二在行程速比变化系数K=1的曲柄摇杆机构中，设构件1为曲柄，构件2为连杆，构件3为摇杆，构件4为机架。已知：l3=30mm，摇杆CD的两个极限位置如图所示。（1）该四杆机构有无急回特性，为什么？（2）精确作图，画出机构的右极限位置AB2C2D，并校验该机构是否满足曲柄存在条件？解：：（1）该四杆机构无急回特性，因为行程速比变化系数K=1；（2）作图如下。得AB杆、BC杆的长度。430351.96lmm因为15+51.9645+30，而且以最短杆AB的邻边为机架，故满足曲柄存在条件。【小结】该案例主要讲了极位夹角与急回运动的关系，K=1的曲柄摇杆机构如何设计尺寸。