C1 C2 B1 B2
Problems Analysis SEU-QRM 16
选择比例尺 将2位置退至1 位置，在1位 置上进行设计
C′ 2 −90° C2 B1
C1
A
D
C1 C2 B1 B2
Problems Analysis SEU-QRM 17
选择比例尺 将1位置进至2 位置，在2位 置上进行设计
1 B′ 2
ϕ13
3
A 4
－ψ12 －ψ13
B′ 3 4
D
上述方法也称旋转法——哪个构件绕哪一点旋转？
Problems Analysis SEU-QRM 15
7.5 图示为机床变速箱中操纵滑动齿轮的操纵机构，已知滑 动 齿 轮 行 程 H=60mm ， lDE=100mm ， lCD=120mm ， lAD=250mm，其相互位置如图所示。当滑动齿轮在行程的另 一端时，操纵手柄为垂直方向。试设计此机构。
8
Solution:
b (1) 双摇杆机构：不满足 LSC ；满足 LSC 且 最短构件的对边为机架。b长度有三种可 B 能，最长或最短或非最长非最短 c=50 z b为最长时，LSC可能满足，也可能不满 足，必须不满足 a=35 d＋b > a＋c 30＋b > 35＋50 d=30 55< b < 30+35+50=115 D A z b为非最长非最短时， LSC可能满足，也 可能不满足，必须不满足 d＋c>a＋b 30＋50>35＋b 30<b<45 z b为最短时，LSC可能满足，也可能不满足，均能成为双摇杆 无整转副时：b＋c>a＋d b＋50>35＋30 15<b≤30 B、C为整转副时： b＋c≤a＋d b＋50≤35＋30 0<b≤15
Problems Analysis
SEU-QRM
2
lAB lBC lDC lAD Type of linkage
45 50 60 20 Double-crank 20 35 70 90 20 45 70 90 80 20 45 60 40 30 20 35
Type of Type of AB DC Crank Crank
Type of Type of AB DC Crank Crank Crank
Can BC rotate 360°? Yes: to AD
Rocker Rocker No: NFR Rocker Yes: to AB Rocker Rocker Yes: to AB, DC, AD
B
20 C
80 45 A 60 D
机械设计 Machine Design
习题分析
主讲——钱瑞明
Chapter 07 Design of Linkage Mechanisms
Problems Analysis SEU-QRM 1
Problem Analysis ——
(p65 in Mechanisms and Machine Theory) 4-2 Listed in the following table are five sets of dimensions of a revolute four-bar linkage ABCD similar to the one in the figure. Determine the type of the linkage and the type of the two side links AB and DC (crank or rocker) according to the Grashhof criterion. Can the coupler BC rotate 360° with respect to other links (Yes or No)? 2 B 1 A 4 C 3 D
已知连架杆 1 上某一 直线AE与另一连架杆3上 某一直线 DF 的两组对应 角位移。试设计实现此运 动要求的铰链四杆机构。
F1 E2
F2
ψ12 ψ13
3 D 4
F3
ϕ13 因 两 连 架 杆 角 位 移 E1 的对应关系，只与各构件 1 的相对长度有关。因此在 A 设计时，可根据具体工作 4 情况，适当选取机架 AD 的长度。
Can BC rotate 360°? Yes: to AD
50 B
C
60 45 A
Problems Analysis
20
D
SEU-QRM 3
lAB lBC lDC lAD Type of linkage
45 50 60 20 Double-crank 20 35 70 90 Double-rocker 20 45 70 90 80 20 45 60 40 30 20 35
C
综合：双摇杆机构时b的取值范围为：0 < b < 45， 55 < b < 115 (2) 当45≤b≤55时为双曲柄机构。该机构不能成为曲柄摇杆机构。
Problems Analysis SEU-QRM 9
7.4 设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度 lCD=75mm ，行程速度变化系数 K=1.5 ，机架 AD 的 长度lAD=100mm，摇杆的一个极限位置与机架间的 夹角ϕ3′=45°。求曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC。
Type of Type of AB DC Crank Crank
Can BC rotate 360°? Yes: to AD
Rocker Rocker No: NFR
C 35 B 20 A 90 70
D
SEU-QRM 4
Problems Analysis
lAB lBC lDC lAD Type of linkage
C2 A B2 90°
C1
D
解析法： 求出lAC1、lAC2
B1 B2
Problems Analysis SEU-QRM
C′ 1
C1 C2
18
平面四杆机构设计综述
Ⅰ型曲柄摇杆机构的设计(图解法或解析法)。已知摇杆3的摆角ψ 和行程速度变化系数K。附加已知两杆长度，求另两杆长度： (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 已知c、d，求a、b； 已知c、a，求b、d； 已知c、b，求a、d； 已知a、b，求c、d； 已知a、d，求b、c； 已知b、d，求a、c； 已知c及比值a/b ，求a、b和d。
(1) If the linkage is a doublerocker mechanism, determine the length range of b. (2) Can the linkage be a crankrocker mechanism?
Problems Analysis SEU-QRM
B 40 35
30 C 20
A
D
SEU-QRM 7
Problems Analysis
Problem——
In a revolute four-bar linkage, a=35, c=50, d=30, b is not known, AD is frame.
b B c=50 a=35 d=30 A D C
Problems Analysis
F1
F2 C1
ψ12 ψ13
F3
B2
B3
ϕ12
1 B′ 2
ϕ13
A 4
3 D 4
A′ 2
B′ 3
A′ 3
SEU-QRM
14
具体作图时可少画部分线条—— 也可取连架杆 3 的第二或第三位 置作为设计中的 “相对机架”
B2 B1
F1
F2 C1
ψ12 ψ13
F3
B3
ϕ12
AC = l BC + l AB
C C′ 75
AC ′′ = l BC − l AB
图解法 或解析法
A
θ =36°
AC = l BC − l AB AC ′ = l BC + l AB
Problems Analysis
D
ϕ3′=45°
100
SEU-QRM
C″
10
Design of Four-bar Linkages with Given Relative Displacements of the two Side Links 按给定两连架杆对应位移设计四杆机构
Rocker Rocker No: NFR Rocker Yes: to AB
C 45 B 20 A 90 70
D
SEU-QRM 5
Problems Analysis
lAB lBC lDC lAD Type of linkage
45 50 60 20 Double-crank 20 35 70 90 Double-rocker 20 45 70 90 Crank-rocker 80 20 45 60 Double-rocker 40 30 20 35
Problems Analysis SEU-QRM
ϕ12
E3
11
对于两连架杆两组对应角位移设计问题，可在 两组对应角位移 连架杆 1 上任取一点作为动铰链中心 B 的位置，如 可取B与E重合。 设计任务——确定动铰链中心C的位置 设计方法 —— 转换机架法， 将含待求动铰链的连架杆转 换为“相对机架” 设计步骤如下：
Problems Analysis
F1
F2
ψ12
B2 B1 B3
F3
ψ13
3 D 4
ϕ12
1
ϕ13
A 4
(5) 取 连 架 杆 3 的 第 一 位 置 DF1 作 为 “ 机 架 ” ，将四边形 AB2F2D 和 AB3F3D 予 以刚化；