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铰链四杆机构基本型式的判别

如下图所示的机构ABCD,设构件1、2、3、4的长度分别为abcd,且a<d,现讨论构件1相对于构件4作整周转动,即A为整转副的条件。

铰链四杆机构基本型式判别

AB杆能绕A整周回转,则AB杆应能够占据与AD共线的两个位置AB’和AB”。为使AB杆能转至位置AB’,各杆长度应满足:

a+db+c
(3-1)

为使AB杆能转至AB”,各杆长度关系应满足:

bc+daa+bc+d
(3-2)

cb+daa+cb+d
(3-3)

将式子(3-1)、(3-2)、(3-3)两两相加,得:

abacad
(3-4)

对于杆长d<a的情况,只要把式(3-2)和(3-3)中的(d-a)改为(a-d),然后再与式(3-1)两两相加,则可得:

dadbdc
(3-5)

铰链四杆机构曲柄存在条件为:

(1)连架杆和机架中必有一杆是最短杆。

(2)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和(称为杆长条件)。

上述两个条件必须同时满足,否则机构不存在曲柄。

由整转副存在的条件可知,若铰链四杆机构中最短构件与最长构件长度之和大

于其余两构件长度之和时,则此机构中必不存在整转副,这时无论以哪个构件为机架,都是双摇杆机构。

若铰链四杆机构中存在整转副,则:

(1)当以最短杆为连架杆时,该机构成为曲柄摇杆机构。

(2)当以最短杆为机架时,该机构成为双曲柄机构。

(3)当以最短杆的连杆时,该机构成为双摇杆机构。

判别下列铰链四杆机构的类型:

铰链四杆机构基本形式判别1
45+120<100+70

以最短杆的邻边为连架杆,所以该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。

铰链四杆机构基本型式判别2
35+120<100+90

以最短杆为机架,所以该铰链四杆机构为双曲柄机构。

铰链四杆机构基本型式判别3
15+40<25+35

以最短杆的对边为机架,所以该铰链四杆机构为双摇杆机构。

铰链四杆机构基本型式判别4
20+45>22+40

所以该铰链四杆机构为双摇杆机构。

想一想
 

提示:

(1)连架杆和机架中必有一杆是最短杆。

(2)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和。

测一测