毕业设计

如图2.3所示 ，当支架在最高位置时的H1值确定后，掩护梁长度G为：

G?H1sin（P）?I?sin（Q1）1

（3.5）

后连杆长度为：

A?I?G

（3.6）

前后连杆上绞点之距为：

B?I1?G

（3.7）

前连杆上绞点至掩护梁上绞点之距为：

F?G?B

（3.8）

从式（3.5）至式（3.8），可求出多组后连杆和掩护梁的尺寸。为了简化计算，对变量规定相应的步长如下：P1的步长为0.34弧度；

Q1的步长为0.34弧度；I1的步长为0.02；I的步长，支撑掩护式为

0.042。若上述四个变量各向前迈出五步，经排列组合变得到625组数据。

（2）后连杆下绞点至坐标原点之距为E1，如图3.4所示

图3.4 四连杆机构几何关系

（3）前连杆长度及角度的确定

当支架高度变化时，掩护梁上绞点e,的运动轨迹为近似双纽线，为使双纽线最大宽度和?角尽量小，可把e,点的轨迹视为理想直线，当然实际上并非如此。但是，我们可以做到支架高度变化时，有三点在一条直线上，如图2.4所示，即：支架在最高和最低以及中间某一位置的三点。当支架的最高和最低位置确定后，在直线上的最高和最低点就确定了。根据设计经验，当e,点沿理想垂线由最高向最低运动时，后连杆与掩护梁的夹角由大于90?到小于90?变化，在夹角变化过程中，一定有一位置使后连杆与掩护梁呈垂直状态，以这一特殊状态为所求的中间某一位置，来确定直线上中间某一位置的点。

1）b1点坐标

当支架在最高位置时的计算高度为H1，此时b1点的坐标为：

x1?F?cos（P）1

（3.9）

y1?H1?F?sin（P）1

（3.10）

2）b2点坐标

支架在最低位置时的计算高度为H2，此时b2的坐标为：

（3.11） x2?F?cos（P2）y2?B?sin（P2）+A?sin（Q2） （3.12）

根据四连杆机构的几何特征要求，支架降到最低位置时，Q2?25??30?为计算方便Q2?25?，即0.436弧度。

根据几何关系P2为：

P2?arctan3）b3点坐标

G2??（Q2）??E1?A?cos?E1?A?cos（Q2）2 （3.13）

当支架的掩护梁与后连杆成垂直位置时，根据几何关系，b3点坐标为：

x3?F?cos（P3） （3.14） y3?B?sin（P3）?A?sin（Q3） （3.15）

式中P3由下式进行计算：

P3??2?（arctanE1A?arctan） （3.16）

222GG?A?E1Q3?? ?P3 （3.17）

24）c点坐标 根据图2.4所示，支架在三个位置时四连杆机构几何关系确定后，c点就是以

b1、b2、b3这三点为圆的圆心。所以，cb1?cb2?cb3为前连杆的长度。因此，可

以用圆的方程求得前连杆长度。即：

22C?（x1?xc）?（y1?yc） （3.18）

上式中xc、yc为c点坐标，可以按下列方程联立求得:

2222（x1?xc）?（y1?yc）?（x3?xc）?（y3?yc） （3.19） 2222（x3?xc）?（y3?yc）?（x2?xc）?（y2?yc） （3.20）

由式（3.19）和式（3.20）得：

222222(x3?x12?y3?y12)?(y2?y3)?(x2?x3?y2?y3)?(y3?y1)xc?2?(x3?x1)?(y2?y3)?(y3?y1)?(x2?x3)?

（3.21）

222222(x2?x3?y2?y3)?(x3?x1)?(x2?x12?y3?y12)?(x2?x3)yc? （3.22）

2?(x3?x1)?(y2?y3)?(y3?y1)?(x2?x3)?令（3.23）

:

22M?x3?x12?y3?y12

2222?x3?y2?y3N ?x2 （3.24）

T?2??(x3?x1)?(y2?y3)?(y3?y1)?(x2?x3)? （3.25）

把式（3.23）到式（3.25）带入式(3.22)式得： M?(y2?y3)?N?(y3?y1) （3.26） xc?TN?(x3?x1)?M?(x2?x3) （3.27） yc?Tc点坐标求出后，前连杆的长度和角度就可以确定了。 （4）前连杆下绞点的高度D和四连杆机构的底座长度E。 当前连杆c点坐标确定后，D和E的长度为：

D?yc （3.28） E?E1?xc （3.29）

4.四连杆机构的优选

按上述方法可求出很多组四连杆机构，并非所有的值都可以用，故要优选。优选的方法是给定约束条件，对所计算出的各组值进行筛选，最终选出一组最优的值来。

其约束条件是根据四连杆机构的几何体特征要求，以及支架的结构关系，通过对国内外现有支架的调查统计，得出的约束条件如下：

（1）前后连杆的比值范围

根据现有资料的调查统计，前后连杆的比值CA＝0.9?1.2范围。 （2）连杆的高度不宜过大，一般应使D?H1。 5