曲柄滑塊機構(gòu)的設計3(3頁)
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本篇再考察一道曲柄滑塊機構(gòu)的設計。同樣是給定行程速比系數(shù)來確定桿長。 設計一偏置曲柄滑塊機構(gòu),已知滑塊的行程速比系數(shù)為1.5,滑塊的行程50 ,導路的偏距20 ,求曲柄和連桿長度,并求其最大壓力角。 問題分析 首先設計機構(gòu),然后再求最大壓力角。 機構(gòu)的設計。先計算出行程速比系數(shù)如下 那么根據(jù)題意,最后的結(jié)果應當如下圖。滑塊的兩個極位之間距離是50mm,而固定鉸鏈A在與CD平行20mm的直線上,而且A點到C,D的夾角是36度。 圖解總是從已知條件開始,然后逐步確定未知因素。本問題中知道三個數(shù)字:50mm,20mm,36度。而這個36度時與DC的距離相關(guān)的,所以圖解時先畫出滑塊的兩個極限位置,然后確定鉸鏈A所在的水平線,接著就是根據(jù)36度這個條件最終確定A的位置。 (1)確定滑塊的極位及固定鉸鏈A所在的直線 先繪制水平線段C2C1,使得其距離為50mm. 然后在其上方20mm的地方繪制一條水平直線I.那么鉸鏈A就應該在這條直線上。 (2)根據(jù)極位夾角確定鉸鏈A所在的圓 下面要根據(jù)極位夾角來確定A所在的曲線,這樣,該曲線與上述曲線相交就可以唯一確定A點的位置。 A點到C1,C2形成的夾角是36度。那么所有與C1,C2形成夾角為36度的點有什么特征呢?---圓周角具有這種特征。 從幾何知道,在一個圓上面,對應于同一個圓弧的圓周角都相等?;谶@一點,過C2做直線垂直于C2C1,而作射線C1E與C2C1夾角為90-36=54度,二者交于點E,則C2EC1這個角度就是36度。 現(xiàn)在以C1E為直徑做一個圓,則在該圓上任意取一點,該點與C2C1連線的夾角就都是36度,從而A點必然在該圓上面。 根據(jù)上述規(guī)則做出的上圖發(fā)現(xiàn),該圓與水平線I并不相交。這意味著作圖有問題。實際上,剛才作的C1E在C2C1之下,所以導致不相交。因此改變策略,在C2C1之上作C1E,使得它與C2C1的夾角為54度。 然后以C1E為直徑作出一個圓。該圓與直線I有兩個交點:A1和A2。這樣,該問題有兩組解。但是觀察下圖可以發(fā)現(xiàn),取A1或者A2,實際上結(jié)果是一樣的,只是關(guān)于C2C1的中垂線對稱而已。所以這里只取A1這個點,它就是固定鉸支座A。 (3)測量曲柄和連桿的尺寸 量取A1C1,A1C2如下圖。 則可以推知曲柄和連桿的長度 到此為止,連桿機構(gòu)設計完畢。 (4)得到最大的壓力角 從圖中可以發(fā)現(xiàn),當滑塊在最左邊時,有最大的壓力角(滑塊受到的推力與滑塊速度方向的夾角),測量得到角度為53度。 至此,該曲柄滑塊機構(gòu)的設計和分析結(jié)束。- 配套講稿:
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- 關(guān) 鍵 詞:
- 曲柄 機構(gòu) 設計
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