机械原理教学课件ppt作者王德伦第4章

4.1一般化运动链：

第一步：解除机架与原动件：

第二步：低副连接转动副化

第三步：复合铰链单一化，单一化结果有二种一般化运动链：

4.2牛头刨床主运动链特定化

1.包含一个移动副的设计方案

对于牛头刨床主运动机构而言，运动链特定化时需要符合牛头刨床主运动的设计要求与约束，如：

（1）必须有一个构件作为床身（机架），为分散工作负载，增强机构整体刚度采用三副构件作为床身；

（2）必须有一个构件作为原动件，考虑到动力源情况和刨床急回的特点，原动件应为曲柄且是连架杆；

（3）必须有一个移动副作为滑枕执行往复直线主运动，且滑枕须是连架杆； （4）根据本题要求只含一个移动副。 （5）机架（床身）、原动件和滑枕不可以在同一个子运动链环路中。这是因为需要避免形成四杆机构输出运动不均匀而影响切削质量，而六杆机构可以极大地改善这种情况。

依据牛头刨床主运动的设计要求与约束，对运动链进行特定化如下： （1）床身

要有一个构件作为床身，且床身须为三副构件，所以床身可以通过如下步骤确认：

1） 对于Watt’s linkage，考虑到运动链对称性，分配机架的结果有一个，如图4-2-1a所示。

2）对于Stephenson’s linkage，考虑到运动链对称性，分配机架的结果有一个，如图4-2-1b所示。

a) b) 图4-2-1 确认床身的运动链

（2）原动件

要有一个构件作为原动件，考虑到动力源情况和刨床需要急回的特点，原动件应为曲柄且是连架杆；

1） 对于图4-2-1 a所示的情形，考虑到运动链对称性，符合要求的结果有两个，如图4-2-2a、b所示。

2） 对于图4-2-1 b所示的情形，考虑到运动链对称性，符合要求的结果有两个，如图4-2-2c、d所示。

在确认机架和原动件后，有四个方案的运动链是可用的。

a) b)

c) d) 图 4-2-2 确认床身和原动件的运动链

（3） 滑枕

由刨床的工作原理决定必须要一个滑枕去执行往复直线切削运动，为了保证刨床加工精度滑枕须为连架杆，而且床身、原动件和滑枕不能同在一个四杆子链中，所以滑枕的确认步骤如下：

1）对于图4-2-2a所示的情形，分配滑枕的结果有一个，如图4-2-3 a所示。 2）对于图4-2-2b所示的情形，无论分配滑枕给剩下的哪个杆都会使床身、原动件和滑枕同在一个四杆子链中，所以没有满足要求的解，那么该方案终止。

3）对于图4-2-2c所示的情形，分配滑枕的结果有一个，如图4-2-3b所示。 4）对于图4-2-2d所示的情形，考虑到运动链的对称性，分配滑枕的结果有一个，如图4-2-3c所示。

a b c

图4-2-3 确认床身、原动件和滑枕的运动链

（4）剩下的5个运动副都是转动副，为使滑枕运动平稳加入一个移动副虚约束，机构简图如下：

a b c

2.包含三个移动副的设计方案

（1）首先指定三副杆做机架（绿色），情况如下：

（2）其次指定原动件（红色），情况如下：

（3）然后指定滑枕，情况如下，但是有三种情况不合适（机架、原动件、滑枕位于同一环路）：

（4）分配两个移动副：

A. 对于A111与原动件与机架相连的运动副不可以为移动副，另有一个移动副

2的位置已经确定（滑枕），剩余五个位置放两个移动副共有C5?10种情况（结构