曲柄摇杆机构设计方法完整版

曲柄摇杆机构设计方法 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

曲柄摇杆机构设计方法作者姓名：XXXX

专业名称：机械工XXXX及自动化

指导教师：XXXX讲师

摘要

曲柄摇杆机构中构件的运动样式多样，可以实现给定运动规律或运动轨迹且承载能力高、耐磨顺，制造简单，已于获得较高的制造精度，因此曲柄摇杆机构在各种机械仪器中获得广泛的应用。

本文针对曲柄摇杆机构的行XXXX速度变化速度系数和给定点的轨迹设计曲柄摇杆机构，通过深入分析机构的行XXXX数度比k、摇杆摆动角ψ、最小传动角，极为夹角和摇杆摆动角等运动性能参数与结构尺寸间的关系。通过引入曲柄固定铰链点的位置角建立了曲柄摇杆和机架长度关于θ和ϕ的显示函数关系，通过解析法、几何作图法、和实验法设计曲柄摇杆机构。在此基础上研究机构设计的可能附加要求极其相应的设计方法为曲柄摇杆设计提供各种可能选项并对曲柄摇杆的急回特性和死点情况进行说明。

关键词:曲柄摇杆机构行XXXX速度系数摇杆摆动设计方法

Abstract

The diversity of movement component in the crank rocker mechanism can achieve given amotion or motion trajectory and have the high bearing capacity, wear-resisting, simple manufacture,and higher manufacturing accuracy. therefore ,the crank rocker mechanism is widely used in various mechanical instrument.

In view of the crank rocker mechanism of velocity

fluctuation velocity coefficient and the design of crank

rocker mechanism by track point, Analysis the mechanism of

the stroke number ratio K , the rocker swing angle minimum transmission angle, extremely angle and rocker swing angle motion parameter and t he relationship between structure size deeply. Introduced the crank fixed hinge point position angle

of crank rocker and the frame length on and display function

is built, by the analytic method, the geometric drawing method, the design of crank rocker mechanism and experimental method. On the basis of the research on the design method of mechanism design may have additional requirements and other extremely corresponding , various possible options and the crank rocker quick return characteristics and the dead are described for crank and rocker design.

Key words: crank,rocker,travel speed,design

目录

II

1 绪论

18世纪下半叶的第一次工业革命促进机械工XXXX的迅速发展，机构学在原来机械力学的基础上发展成为一门独立的科学.早在19世纪连杆机构就已经广泛的运用最简单的就是四杆机构，也是出现最早的一种连杆机构。对连杆机构的研究起始于19世纪着名发明家瓦特，他改进的蒸汽机运用了四杆机构。

19世纪以来，以几何图解法为主导的德国机构学派对连杆机构的研究做出了巨大的贡献，其研究结果长期处于世界领先地位，二次世界大战后随着社会科学技术迅猛发展,尤其是电子计算机的普及很大推动了机构设计的研究进XXXX。平面四杆机构是平面多杆机构,空间多杆机构的基础,所以对平面四杆机构的设计研究有着很重要的意义。

平面连杆机构中构件的运动形式多样，可以实现给定运动规律或运动轨迹，平面连杆机构因承载能力高，耐磨顺，制造简便，已于获得较高的制造精度在机械机构中大量使用。如缝纫机的踏板机构（如图）送料机构（如图），牛头刨床的横向进给机构（如图），传送带送料机构(如图等。所以建立出一些简单、方便、实用的设计方法有利于连杆机构的设计。而一些相关的书籍里对曲柄摇杆机构的设计方法的设计及其优化并没有完整的提出，对于设计者查询相关信息时带来不变，也对学生系统学习曲柄摇杆机构带来不便。

在这种背景下，本课题主要研究的对象为平面四杆机构本中的曲柄摇杆机构，通过分析设计要求,使用合理的设计方法揭示其传力性能和运动性能与机构尺寸之间的关系,以期实现为工XXXX应用给出机构运动尺寸的设计，再利用多目标函数限定选择优化设计方案。

图缝纫机踏板机构

图送料机构图牛头刨床的横向进给机构

图传送带送料机构

2 平面四杆机构概述

平面四杆机构的基本型式

平面四杆机构最常见是铰链四杆机构如图所示，机构的固定构件4 称为机架，与机架用转动副相连接的构件1和3 称为连架杆，不与机架直接连接的构件2称为连杆。若组成转动副的二构件能做整周相对转动，则称该转动副为整转副，否则为摆动副。与机架组成整转副的连架杆称为曲柄，与机架组成摆动副的连架杆称为摇杆。

图 曲柄摇杆机构运动简图

因为其它平面四杆机构均可视为曲柄摇杆机构的派生机构, 所以曲柄摇杆机构是平面四杆机构中最基本的机构。以图 中的铰链四杆机构为例，如图示位置时是曲柄摇杆机构，当进行机构转置( 即让不同杆件做机架 )时，就会得 到不同类型的四杆机构 。

当构件1作为机架，铰链四杆机构为双曲柄机构 ；

当构件2作为机架，铰链四杆机构为另一曲柄摇杆机构 ； 当构件3作为机架，铰链四杆机构为双摇杆机构 ；

四杆机构的派生机构还有:曲柄滑块机构，曲柄摇块机构，转动导杆机构等。

平面四杆机构的基本特性

铰链四杆机构是否具有整转副，取决于个杆的长度。如图所示曲柄摇杆机构，杆1为曲柄，杆2为连杆，杆3为摇杆、杆4为机构各杆长度用1l 、2l 、3l 、4l 表示。因杆1为曲柄，故杆1与杆4的夹角ϕ的变化00~0360当摇杆处于左右极限位置时，曲柄与连杆二次共线，故杆1与杆2的夹角β的变化范围也是化00~0360 ；杆3为摇杆，与他相邻的夹角ψ、ϕ的变化范围小于0360.。显然，A 、B 为整转副。为了实现曲柄1整周转动，AB 杆必须顺利通过与连杆共线的两个位置1AB 和2AB 。