已知连杆上点的位置综合铰链四杆机构

例1：

图1

已知条件

设计一个铰链四杆机构，已知输入角φ₁₂及φ₁₃(图1a)及连杆上一点e的三个点位e₁、e₂、e₃

解析说明

1.取二张透明纸，一张上画输入杆的位置线(图1a)及若干同心圆，另一张上分别以e₁、e₂、e₃为圆心、选定的半径为半径画圆弧K₁、K₂、K₃；将二张纸重叠并作相对转动，直到K₁、K₂、K₃三个圆弧分别与图1a上的三条位置线相交于同一半径圆弧上的B₁、B₂、B₃点，求得固定铰链A及输入杆长度AB(图1b)

2.根据连杆Be的三个位置B₁e₁、B₂e₂和B₃e₃，求连杆在1、2位置间的转动极P₁₂和在1、3位置间的转动极P₁₃，以及连杆转动的半角(图1c)

3.过P₁₂可任意选合适位置作z和n线使∠zP₁₂n＝θ₁₂，过P₁₃作z' 及n' 线使∠z'P₁₃n' ＝。z与z' 的交点即为动铰链位置C₁，n与n' 的交点为固定铰链D的位置

4.机构在第1位置的图形为AB₁C₁D及连杆上一点e₁。当输入杆由AB₁转到AB₂和AB₃时，连杆相应的占有B₁C₁e₁、B₂C₂e₂及B₃C₃e₃的位置(图1d)

例2：

图2

已知条件

设计一个铰链四杆机构，连杆上一点e需实现e₁、e₂、e₃和e₄四个点位(图2a)

解析说明

1.由于本例未给定输入杆的位置要求φ_1i，故可根据机构的尺寸范围选定固定铰链A的位置、曲柄长度AB、B₁点位置以及连杆上Be的长度，然后作曲柄圆及动铰链B₁、B₂、B₃和B₄(图2a)

2.根据B₁e₁、B₂e₂、B₃e₃及B₄e₄(即连杆上Be线的四个位置)求出转动极P₁₂、P₁₃、P₁₄

3.求出连杆在第1、2位置，第1、3位置及1、4位置间转角的半角值

4.以P₁₂为中心，选合适位置作∠zP₁₂n＝θ₁₂，过P₁₃为中心作∠z'P₁₃n'＝；以P₁₄为中心作∠z"P₁₄n"＝；试凑到使 z'、 z"与 z交于一点C₁，同时n'、n"与n交于一点D。C₁与D是一对对应的动铰链及固定铰链的位置

5.机构在第1位置的图形即为ADB₁C₁e₁，e₁为连杆B₁ C₁上的一个点。如果所得机构的尺寸比例和传动角不合适，则需另选∠ zP₁₂n的位置，即令∠ zP₁₂n绕P₁₂点转一角度再进行试凑得另一解。有时整个设计过程需重选A点位置及AB长度

例3

图3

已知条件

设计一个带停歇期的六杆机构，图3中基础的铰链四杆机构是一个曲柄摇杆机构。当已知输入杆转动φ₁₄角时，六杆机构的输出杆GF近似地停歇不动

解析说明

1.本例可先按机构空间尺寸，选定处于某一圆弧上的四个点e₁、e₂、e₃、e₄；如给定了输入杆的φ₁₂、φ₁₃、φ₁₄时，可按例1的方法设计出基础铰链四杆机构ABCD。如未给定φ₁₂、φ₁₃，则可按例2的方法设计出基础四杆机构ABCD

2.在第1步中已同时求得转动极P₁₂、P₁₃、P₁₄及∠B₁ P₁₂A＝θ₁₂、∠B₁ P₁₃A＝θ₁₃、∠B₁ P₁₄A＝θ₁₄

3.分别过P₁₂、P₁₃和P₁₄作直线P₁₂z、P₁₃z' 和P₁₄z" 通过e₁点；再作直线P₁₂n、P₁₃n' 和P₁₄n"使∠zP₁₂n＝θ₁₂，∠z'P₁₃n'＝θ₁₃、∠z"P₁₄n"＝θ₁₄，则P₁₂n、P₁₃n' 和P₁₄n"三条直线的交点F₁便是动铰链F的位置，而

e₁则是连杆B₁C₁上的动铰链位置。显然F₁是动铰链e的圆弧轨迹的圆心

4.根据机构空间取定输出杆的固定铰链 G 的位置，得到机构在第一位置时的图形ADB₁C₁e₁ F₁G。确定GF 杆长度，应考虑输出杆GF的摆角x值。连杆点e的整个轨迹可由作图法或解析法得到