Introducción al caso: A través del análisis de mecanismos reales como antenas de radar, limpiaparabrisas, mezcladores, etc., se introduce el concepto de mecanismos de cuatro barras y la composición, forma básica. y se introducen el funcionamiento de mecanismos de cuatro barras.
La primera sección del mecanismo articulado de cuatro barras
1. La composición y forma básica del mecanismo articulado de cuatro barras
1. el mecanismo articulado de cuatro barras
Como se muestra en la Figura 1-14, el mecanismo articulado de cuatro barras se compone de un sistema cerrado de cuatro barras, en el que la cabeza y la cola de cada componente están conectadas por un par giratorio, y uno de los componentes está fijo. El componente fijo 4 se llama marco, los dos componentes 1 y 3 que están articulados directamente con el marco se llaman bielas, y el componente 2 que no está articulado directamente con el marco se llama biela. Si la biela puede moverse en un círculo completo, se llama manivela; de lo contrario, se llama balancín.
2. Tipos de mecanismos articulados de cuatro barras
Según las diferentes formas de movimiento de sus dos bielas, los mecanismos articulados de cuatro barras se pueden dividir en tres formas básicas: manivela- Mecanismo basculante, Mecanismo de doble manivela y mecanismo de doble balancín.
(1) Mecanismo basculante de manivela. En un mecanismo articulado de cuatro barras, si un eslabón se mueve en círculo mientras el otro se balancea, se llama mecanismo de manivela-balancín. El mecanismo de manivela basculante que se muestra en la Figura 2-1 es un diagrama esquemático del mecanismo de ajuste de la antena del radar. El mecanismo consta de los componentes AB y BC, un CD conectado fijamente a la antena y un bastidor da. El componente AB puede girar en un círculo completo para formar una manivela. La antena 3, como otra biela del mecanismo, puede oscilar dentro de un cierto rango para formar un balancín; a medida que la manivela gira lentamente, el ángulo de elevación de la antena cambia. Como se muestra en la Figura 2-2, a medida que el motor gira con la manivela AB, el pegamento del limpiaparabrisas oscila con el balancín CD para completar la función del limpiaparabrisas. Como se muestra en la Figura 2-3, el agitador gira con la manivela AB del motor, la garra agitadora y la biela oscilan juntas hacia adelante y hacia atrás, y el punto final E de la garra se mueve en una trayectoria elíptica para realizar la función de agitación. .
(2)Mecanismo de doble manivela. En un mecanismo articulado de cuatro barras, las dos bielas pueden moverse en todas direcciones, por lo que este mecanismo se denomina mecanismo de doble manivela. El principio del mecanismo de funcionamiento de la pantalla inercial que se muestra en la Figura 2-4 es un ejemplo de aplicación del mecanismo de doble manivela. Dado que la longitud de la manivela impulsada 3 es diferente de la longitud de la manivela impulsora 1, cuando la manivela impulsora 1 gira a una velocidad constante, la manivela impulsada 3 gira a una velocidad variable. Este mecanismo utiliza esta característica para acelerar el movimiento alternativo. de la pantalla 6, mejorando así el rendimiento laboral. Cuando las dos manivelas tienen la misma longitud y están dispuestas en paralelo, se forma un mecanismo de doble manivela paralelo, como se muestra en la Figura 2-5a. Sus características son que las dos manivelas giran en la misma dirección, la velocidad de rotación es igual y la biela se mueve en traslación, por lo que es muy utilizada. El mecanismo de articulación de las ruedas motrices del tren utiliza las características de velocidad constante en la misma dirección; el cubo tripulado del vehículo de mantenimiento de farolas utiliza las características de traslación, como se muestra en las Figuras 2-6a y B). Como se muestra en la Figura 2-5b), se trata de un mecanismo de doble manivela antiparalelo, que se caracteriza porque las dos manivelas están en direcciones diferentes. El mecanismo de apertura y cierre de la puerta aprovecha las características contrarrotativas de dos manivelas, como se muestra en la Figura 2-6c).
(3)Mecanismo de doble balancín. Un mecanismo articulado de cuatro barras en el que los dos eslabones sólo pueden moverse en menos de un ciclo se denomina mecanismo de doble balancín. Como se muestra en la Figura 2-7, este es el principio estructural del brazo de la grúa portuaria. Entre ellos, ABCD constituye un mecanismo de doble balancín y AD es el marco. Impulsado por el balancín activo AB, el punto extremo extendido M de la biela BC se mueve aproximadamente en línea recta con el movimiento del mecanismo, permitiendo que el peso izado Q se mueva horizontalmente, lo que ahorra en gran medida la potencia requerida para mover el peso izado. . La figura 2-8 muestra el principio del mecanismo de balanceo del ventilador eléctrico, en el que la carcasa del motor sirve como balancín AB y el engranaje helicoidal sirve como biela BC, formando un mecanismo de balancín doble ABCD. El gusano gira coaxialmente con las aspas del ventilador, lo que hace que BC como parte activa gire alrededor del punto C, lo que hace que el balancín AB oscile con el motor y las aspas del ventilador, dándose cuenta de que un motor impulsa las aspas del ventilador y el mecanismo de balanceo al mismo tiempo. . El mecanismo de dirección del volante de un automóvil que se muestra en la Figura 2-9 adopta un mecanismo de doble balancín trapezoidal isósceles. Los dos balancines AB y CD de este mecanismo tienen la misma longitud. Si se eligen correctamente las longitudes de los dos balancines, cuando el automóvil gira, los ejes de las dos ruedas de dirección pueden cruzarse aproximadamente en un cierto punto P en la extensión de los ejes de las otras dos ruedas, y todo el vehículo gira alrededor de la misma. Punto central instantáneo P, obteniendo así la posición relativa de cada rueda. Rodamiento puro aproximado sobre el suelo para reducir el desgaste de los neumáticos al girar.
2. Condiciones para la existencia de manivelas en mecanismos articulados de cuatro barras
1. Condiciones para la existencia de manivelas en mecanismos articulados de cuatro barras
Tres. tipos de mecanismos con bisagras de cuatro barras Los tipos básicos se diferencian en si hay una manivela en el mecanismo y cuántas manivelas hay. La existencia de una manivela en el mecanismo depende del tamaño relativo de los componentes y de qué componente es el marco.
Las condiciones que pueden probar la existencia de una manivela en un mecanismo articulado de cuatro barras son las siguientes:
Condición 1: La suma de las longitudes de la varilla más corta y de la varilla más larga no es mayor que la suma de las longitudes de las otras dos varillas.
Condición 2: Al menos un eslabón o marco es la varilla más corta.
2. Criterios de determinación de los tipos básicos de mecanismos articulados de cuatro barras.
(1) El mecanismo de doble balancín cumple la primera condición pero no la segunda;
(2) es un mecanismo de doble manivela que satisface la primera condición y utiliza la varilla más corta como marco;
(3) Satisface la primera condición es un mecanismo de manivela-balancín y la varilla más corta es la biela;
(4) La primera condición que no se cumple es el mecanismo de doble balancín.
Ejemplo de entrenamiento 2-1 ABCD del mecanismo articulado de cuatro barras se muestra en la Figura 2-10. De acuerdo con los criterios de tipo básico, explique a qué tipo de institución pertenece esta institución cuando se utilizan como marcos AB, BC, CD y AD respectivamente.
Solución: La longitud real medida de cada varilla se muestra en la Figura 2-10. La pregunta de análisis proporciona el conocimiento del mecanismo articulado de cuatro barras. La barra más corta es AD = 20, la barra más larga es CD = 55 y las otras dos barras son AB = 30 y BC = 50.
Porque anuncio+CD = 255 = 75.
AB+BC = 350 = 80 > Lmin+Lmax
Así, se cumple la primera condición para la existencia de una manivela.
1) Cuando se utiliza AB o CD como marco, es decir, la varilla más corta AD se convierte en la biela, por lo que es un mecanismo de manivela-balancín.
2) Cuando; BC se usa como marco, es decir, la varilla más corta se convierte en biela, por lo que el mecanismo es un mecanismo de doble balancín.
3) Cuando se usa AD como marco, es decir, la varilla más corta; Se utiliza como marco, el mecanismo es un mecanismo de doble manivela.
Otras formas del mecanismo plano de cuatro barras de la segunda sección
1. Mecanismo deslizante de manivela
El mecanismo articulado de cuatro barras que se muestra en la Figura 2-11a) En ABCD, si se requiere que el radio de curvatura de la trayectoria del punto C sea muy grande, o incluso que el punto C se mueva en línea recta, entonces la longitud del CD de balancín será extremadamente larga, o incluso infinita, lo que obviamente hace que el diseño y la fabricación son difíciles o imposibles. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, solo necesita hacer un riel guía según sea necesario, convertir el punto C en un control deslizante articulado con la biela y moverse a lo largo del riel guía. No es necesario hacer una varilla CD especialmente. Este mecanismo de cuatro barras con un par móvil se llama mecanismo deslizante de cuatro barras. Cuando la trayectoria del movimiento deslizante es una curva, se llama mecanismo deslizante curvo. Cuando la trayectoria del movimiento deslizante es una línea recta, se llama lineal. mecanismo deslizante. El mecanismo deslizante lineal se puede dividir en dos situaciones: como se muestra en la Figura 2-11b), es un mecanismo deslizante de manivela desplazado y la pista guía tiene un desplazamiento e del centro de rotación de la manivela cuando e = 0, es decir, la pista guía pasa Cuando la manivela gira hacia el centro, se llama mecanismo deslizante de manivela de centrado, como se muestra en la Figura 2-11c). El mecanismo deslizante de manivela de centrado se usa ampliamente en la producción real debido a su estructura simple y buena resistencia al estrés. Por lo tanto, a menos que se indique lo contrario en el futuro, el mecanismo de manivela deslizante propuesto se denomina mecanismo de manivela deslizante.
Cabe señalar que la trayectoria de movimiento del control deslizante no se limita a arcos y líneas rectas, sino que también puede ser cualquier curva o incluso una combinación de múltiples curvas. Esto va mucho más allá de la simple evolución de. El mecanismo de cuatro barras con bisagras hace que la aplicación del mecanismo deslizante de manivela sea más flexible y extensa.
La Figura 2-12 muestra la aplicación del mecanismo de manivela deslizante. La Figura 2-12a) muestra el mecanismo pistón-biela-manivela utilizado en motores de combustión interna, compresores de aire y máquinas de vapor, en los que el pistón equivale al cursor. La Figura 2-12b) muestra el mecanismo deslizante de manivela del dispositivo de alimentación automática. Cada vez que la manivela gira una vez, el pistón envía una pieza de trabajo. Es difícil conseguir esta estructura cuando es necesario acortar la manivela. Por lo general, se utiliza el mecanismo excéntrico que se muestra en la figura 2-12c, y la distancia excéntrica e del disco excéntrico es la longitud de la manivela. Esta estructura reduce la fuerza motriz de la manivela, aumenta el tamaño del par giratorio y mejora la resistencia y rigidez de la manivela. Se utiliza ampliamente en máquinas estampadoras, trituradoras y otras máquinas que soportan grandes cargas de impacto.
2. Mecanismo de varilla guía
En el mecanismo deslizante de manivela de centrado, la trayectoria de guía es fija. Si el riel guía se convierte en una varilla guía 4 articulada en el punto A, de modo que pueda girar alrededor del punto A, y la varilla AB está fija, se convierte en un mecanismo de varilla guía, como se muestra en la Figura 2-13. Cuando AB < BC, la varilla guía puede girar en un círculo completo, lo que se denomina mecanismo de varilla guía giratoria, como se muestra en la Figura 2-13a =.
Cuando AB > BC, la varilla guía 4 solo puede girar menos de un círculo, lo que se denomina mecanismo de varilla guía oscilante, como se muestra en la Figura 2-65438+3b).
El mecanismo de varilla guía tiene un buen rendimiento de transmisión de fuerza y se utiliza en máquinas ranuradoras, cepilladoras y otros lugares que requieren transmisión de carga pesada. La Figura 2-14a) es el mecanismo de trabajo de una máquina ranuradora y la Figura 2-14b) es el mecanismo de trabajo de una cepilladora.
Tres. Mecanismo de bloque oscilante y mecanismo de bloque fijo
En el mecanismo deslizante de manivela de centrado, el componente articulado con el control deslizante se fija en un marco, de modo que el control deslizante solo puede oscilar pero no moverse, lo que se convierte en un mecanismo basculante. Como se muestra en la Figura 2-15a). Los mecanismos de balancín se utilizan ampliamente en sistemas de transmisión hidráulica y neumática, como se muestra en la Figura 2-15b), que es la aplicación de mecanismos de balancín en camiones volquete. Tomando el bastidor del vehículo como bastidor del vehículo AC, el cilindro hidráulico 3 y el bastidor del vehículo están articulados en el punto C para formar un balancín. El pistón impulsor y el vástago del pistón 2 pueden moverse hacia adelante y hacia atrás a lo largo de la línea central del tubo del cilindro para. formar un carril guía, impulsando el bastidor del vehículo 1 para que gire alrededor del punto A. Para lograr la descarga o el reinicio. El bloque deslizante se fija como un marco en el mecanismo del bloque deslizante de manivela de centrado para formar un mecanismo de bloque fijo, como se muestra en la Figura 2-16a). La Figura 2-16b) muestra la aplicación del mecanismo de bloque fijo en una bomba manual. Tire de la parte motriz 1 hacia arriba y hacia abajo con la mano para hacer que el pistón y el vástago del pistón 4 como guía se muevan hacia adelante y hacia atrás a lo largo de la línea central de la bomba para bombear agua o aceite. La Tabla 2-1 muestra los principales tipos de mecanismos articulados de cuatro barras y su evolución.
Características operativas del mecanismo plano de cuatro barras de la tercera sección
1. Características de movimiento
En el mecanismo de manivela basculante que se muestra en la Figura 2-17, la manivela AB es la parte conductora. La manivela se superpone a la biela dos veces en un círculo durante la rotación, como se muestra en la Figura 2-17: B1AC1 y AB2C2. En este momento, las posiciones de los balancines C1D y C2D se denominan posiciones límite o, para abreviar, posiciones límite. El ángulo entre C1D y C2D se llama ángulo de giro máximo. Cuando la manivela está en los dos polos, el ángulo agudo θ entre AB1 y AB2 se llama ángulo polar. Deje que la manivela gire en el sentido de las agujas del reloj con una velocidad angular constante ω1. Los ángulos de AB1 a AB2 y de AB2 a AB1 son (π+θ) y (π-θ) respectivamente. Los tiempos requeridos son t1 y t2. Las rutas correspondientes al punto C del balancín son el arco C1C2 y C2C655. Este fenómeno de que la velocidad de retorno es mayor que la velocidad de propulsión se denomina característica de retorno brusco, que generalmente se describe mediante la relación K de v1 y v2 y se denomina coeficiente de relación de velocidad de carrera, es decir,
Situaciones inesperadas (2-2)
Se puede ver que cuanto mayor es θ, mayor es el valor de K y más obvio las características de retorno bruscas son. En diseño mecánico, primero puede establecer el valor de k, luego calcular el valor de θ y luego calcular la longitud y el tamaño de cada componente.
La función de retorno de emergencia se utiliza ampliamente en trabajos unidireccionales en aplicaciones prácticas, acortando el tiempo no productivo dedicado al retorno vacío y mejorando la productividad. Por ejemplo, el movimiento del cabezal de prensa de una máquina formadora.
2. Características de transmisión de fuerza
1. Ángulo de presión y ángulo de transmisión
En aplicaciones de ingeniería, el mecanismo de articulación no solo debe cumplir con los requisitos de movimiento, sino también Tiene un buen rendimiento de transmisión de fuerza para reducir el tamaño estructural y mejorar la eficiencia mecánica. Partiendo de la premisa de despreciar la gravedad, la fuerza de inercia y la fuerza de fricción, se analizan las características de transmisión de fuerza del mecanismo de manivela-balancín. Como se muestra en la Figura 2-18, la fuerza impulsora de la manivela actúa sobre el punto C del balancín a través de la biela. La fuerza impulsora F debe ser en la dirección BC y se descompondrá en dos componentes, a saber, el componente tangencial Ft. y la componente radial Fr, la componente tangencial Ft está en la misma dirección que la dirección de movimiento vc del punto C. Sabemos por la figura
Ft = F o Ft = F
El ángulo α es el ángulo entre Ft y F, que se llama ángulo de presión del mecanismo, es decir, el ángulo entre la fuerza impulsora F y la dirección del movimiento de punto C. El valor α también es diferente dependiendo de la posición del mecanismo. Muestra el patrón cambiante de la fuerza componente efectiva Ft que impulsa el balanceo del balancín cuando la fuerza impulsora f permanece sin cambios. Cuanto menor es α, mayor es Ft.
El ángulo complementario γ del ángulo de presión α es el ángulo agudo entre la biela y el balancín, que se denomina ángulo de transmisión. Debido a que γ es relativamente fácil de observar, generalmente se usa para probar el rendimiento de transmisión de fuerza del mecanismo. El ángulo de transmisión γ cambia con el movimiento continuo del mecanismo. Para garantizar que el mecanismo tenga un mejor rendimiento de transmisión de fuerza, se debe controlar el ángulo mínimo de transmisión γmin del mecanismo. En circunstancias normales, γ min ≥ 40 es aceptable. En situaciones de carga pesada y alta velocidad, γ min ≥ 50 es aceptable. El ángulo de transmisión mínimo del mecanismo de manivela y balancín ocurre en una de dos posiciones en la línea que conecta la manivela y el marco, como se muestra en B1 o B2 en la Figura 2-18.
El mecanismo deslizante de manivela desplazado utiliza la manivela como parte impulsora y el control deslizante como parte de trabajo. El ángulo de transmisión γ es el ángulo agudo entre la biela y la línea vertical del riel guía, como se muestra. en la Figura 2-19. El ángulo de transmisión mínimo γmin se produce cuando la manivela está perpendicular al carril guía y en el lado opuesto de la dirección de desplazamiento. Para un mecanismo deslizante de manivela centrado, es decir, desplazado e = 0, es obvio que el ángulo de transmisión mínimo γmin ocurre en la posición donde la manivela es perpendicular al riel guía.
Para el mecanismo de varilla guía oscilante con la manivela como parte activa, dado que la fuerza del deslizador que actúa sobre la varilla guía es siempre perpendicular a la varilla guía, su ángulo de transmisión γ es siempre de 90°, es decir es, γ=γmin =γmax = 90°, lo que indica que el mecanismo de varilla guía tiene el mejor rendimiento de transmisión de fuerza.
Punto de parada
Se puede ver a partir de Ft = F cosα que cuando el ángulo de presión α = 90°, la fuerza o el par que actúa sobre el seguidor es cero. la biela no puede hacer funcionar el seguidor. Esta posición del mecanismo se llama punto muerto, también conocido como punto muerto. Para el mecanismo de manivela-balancín que se muestra en la figura 2-20a), cuando la manivela conducida AB y la biela BC están en línea recta, aparecen el ángulo de presión α = 90° y el ángulo de transmisión γ = 0°. En el mecanismo de manivela deslizante que se muestra en la Figura 2-20b), si el control deslizante se utiliza como fuerza motriz, cuando la manivela impulsada AB está alineada con la biela BC, la fuerza externa F no puede empujar la manivela impulsada para que gire. El mecanismo está en la posición del punto muerto. Por un lado, la fuerza motriz cae a cero y la parte impulsada depende de la inercia para cruzar el punto muerto. Por otro lado, la dirección es incierta y puede invertirse debido a un accidente. fuerza externa.
Que el mecanismo de cuatro barras tenga punto muerto depende de si el seguidor está alineado con la biela. Por ejemplo, en el mecanismo de manivela y balancín que se muestra en la Figura 2-20a), si el balancín se cambia a accionamiento de manivela, el balancín es un miembro impulsado, ya que no hay una línea * * entre la biela BC y el balancín CD. no hay Hay puntos muertos. Otro ejemplo es el mecanismo de manivela deslizante que se muestra en la figura 2-20b. Si la manivela se activa, no hay punto muerto.
La existencia de puntos muertos no favorece el movimiento del mecanismo y debe evitarse en la medida de lo posible. Cuando no se puede evitar el punto muerto, el método de aumentar la inercia del seguidor generalmente se puede utilizar para confiar en la inercia para ayudar a pasar el punto muerto. Por ejemplo, el volante del cigüeñal de un motor de combustión interna. El mecanismo también puede disponerse de manera escalonada, y los respectivos bloques pueden pasar bajo el efecto de la diferencia de posición de los dos grupos de bloques de mecanismo.
En aplicaciones de ingeniería reales, hay muchas ocasiones en las que se utiliza la posición del punto muerto para lograr ciertos requisitos de trabajo. Como se muestra en la Figura 2-21a), es una abrazadera rápida. Después de sujetar la pieza de trabajo, la fuerza de reacción de sujeción no puede liberar la abrazadera automáticamente. Por lo tanto, el elemento de mandril 1 se considera el elemento impulsor. Cuando la biela 2 y el elemento impulsado 3 están en línea recta, el mecanismo está en el callejón sin salida y el momento de actuación de la fuerza de reacción de sujeción n sobre el balancín. 3 es cero. De esta forma, por muy grande que sea N, no se puede empujar el balancín 3 para soltar la abrazadera. Cuando movemos la extensión del eslabón 2 con la mano, la pieza se afloja fácilmente porque el cambio en el componente motriz destruye la posición de parada. Como se muestra en la Figura 2-21b), el tren de aterrizaje de la aeronave está en la posición de bajar las ruedas. La fuerza de reacción del suelo actúa sobre las ruedas, haciendo que AB sea la parte motriz. El seguidor CD está alineado con la biela BC. , y el mecanismo está en el punto muerto. Mientras actúe una pequeña fuerza de bloqueo sobre la varilla de CD, se puede mantener eficazmente el estado de soporte. Cuando el avión despega del suelo y quiere retraer las ruedas, se puede retraer fácilmente empujando el CD con menor fuerza, porque la parte motriz se cambia a CD, lo que destruye la posición de parada. También hay capotas de coches, sillas plegables, etc.
Sección 4 Introducción al diseño del movimiento de mecanismos planos de cuatro barras
Existen tres métodos de diseño para mecanismos de cuatro barras: método gráfico, método experimental y método analítico. Esta sección solo presenta el método gráfico.
1. Diseñar un mecanismo plano de cuatro barras basado en la longitud y posición de la biela dada.
1. Diseñar el mecanismo de cuatro barras según la posición predeterminada de la biela.
Ejemplo 2-2: Se conocen la longitud de la biela BC y las tres posiciones B1C1, B2C2 y B3C3 que ocupa en secuencia, como se muestra en la Figura 2-22. Determine las longitudes y posiciones de otras varillas en el mecanismo articulado de cuatro barras que satisfagan las condiciones anteriores.
Solución: Evidentemente, la trayectoria del punto B es un arco determinado por B1, B2 y B3, y la trayectoria del punto C es un arco determinado por C1, C2 y C3. Encuentre los centros A y D de estos dos arcos respectivamente para completar el diseño de este mecanismo de cuatro barras. Porque en este momento se ha configurado el bastidor AD, e incluso también se han configurado los bastidores CD y AB. El método específico es el siguiente:
(1) Determine la proporción y dibuje las tres posiciones de la biela dada.
Los mecanismos reales a menudo necesitan reducirse o ampliarse para facilitar el diseño del dibujo. Se debe seleccionar la escala adecuada de acuerdo con la situación real, como se muestra en la fórmula (1-1).
(2) Conecte B1B2 y B2B3 y dibuje las líneas verticales b12 y b23 (líneas delgadas y sólidas en la figura) de los segmentos de línea recta B1B2 y B2B3 respectivamente. El punto de intersección A de estas dos mediatrices es el centro del arco determinado por los tres puntos B1, B2 y B3.
(3) Conecte C1C2 y C2C3 de modo que las líneas verticales c12 y c23 (líneas delgadas y continuas en la figura) de los segmentos de línea recta C1C2 y C2C3 se crucen en el punto D. El punto D son los tres puntos c1 , C2 y C3 Determine el centro del arco.
(4) Tome el punto A y el punto D como el centro de la bisagra del marco de conexión, conecte AB3, B3C3 y C3D respectivamente (línea gruesa y continua en la figura) para obtener el mecanismo de cuatro barras requerido. Mida la longitud de cada varilla de la imagen y multiplíquela por la escala para obtener la longitud estructural real.
En la ingeniería actual, a veces sólo se necesitan dos posiciones extremas de la biela. Diseñar un mecanismo de cuatro barras que cumpla las condiciones de esta manera tendrá muchas consecuencias y se deben proponer condiciones adicionales en función de la situación real.
Ejemplo de capacitación 2-3 El mecanismo de apertura y cierre de la puerta del horno de calentamiento se muestra en la Figura 2-23, donde I es la posición de cierre de la puerta del horno. Se requiere que la parte posterior esté completamente. La puerta trasera abierta debe colocarse horizontalmente, ligeramente más abajo que la boca del calefactor. El borde inferior se muestra en la Figura II.
Solución: Si la puerta del horno se considera como biela BC, y las dos posiciones conocidas B1C1 y B2C2, B y C se convierten en dos puntos de bisagra, encuentre las bisectrices de las rectas B1B2 y C1C2 respectivamente. En estos dos puntos de articulación se encuentran dos puntos de articulación A y D. Para determinar las posiciones de A y D, de acuerdo con las necesidades reales de instalación, se espera que las bisagras A y D se instalen en la pared frente al horno, es decir, la posición yy en los puntos de intersección. Se requieren A y D de la línea yy con b12 y c12 respectivamente.
En segundo lugar, diseñe un mecanismo de cuatro barras basado en el coeficiente de relación de velocidad de carrera dado.
Para diseñar un mecanismo de cuatro barras con características de retorno brusco, el coeficiente de relación de velocidad de carrera generalmente se selecciona en función de los requisitos de movimiento, y luego el diseño se basa en las características geométricas de la posición extrema del mecanismo. y otras condiciones auxiliares.
Ejemplo 2-4: dado el coeficiente de relación de velocidad de carrera k, la longitud del balancín lCD y el ángulo de giro máximo, utilice el método del diagrama para diseñar este mecanismo de manivela y balancín.
Solución: El proceso de diseño se muestra en la Figura 2-24. Los pasos específicos son los siguientes:
(1) Calcule el ángulo límite θ a partir del coeficiente de relación de velocidad k. a la fórmula (2-2)
(2) Elija una regla adecuada, dibuje un gráfico y encuentre la posición extrema del balancín. Tome el lCD de longitud del balancín y divídalo por el CD de longitud del balancín en el diagrama de escala. Con CD como radio, cualquier punto fijo D como centro del círculo y cualquier punto fijo C1 como punto inicial, dibuje un arco C de modo que el ángulo central correspondiente al arco C sea igual o mayor que la oscilación máxima. ángulo. El segmento de línea C1d que conecta el punto D y el punto C1 es una posición extrema del balancín, y el ángulo con el punto D es igual al ángulo máximo de oscilación.
(3) Encuentra el centro de la bisagra de la manivela. Pasar por el punto C1, trazar una recta vertical H del mismo lado de C1C2 y el punto D, intersectar con el punto C2, trazar una recta J formando un ángulo (900-θ) con la recta C1C2, intersectar en el punto P, conectar C2P , e interceptar en la recta C2P C2P/2 obtiene el punto O. Dibujar un círculo con el punto O como círculo y OP como radio.
(4) Encuentre el centro de la bisagra de la manivela y la biela. El segmento de línea recta AC2 que conecta el punto A y C2 es la suma de las longitudes de la manivela y la biela. Con el punto A como centro y AC1 como radio, dibuje el arco de intersección AC2 en el punto E. Se puede demostrar que longitud de la manivela AB = C2E/2, entonces dibuje Tome el punto A como el centro del círculo, C2E/2 como el radio y la intersección del arco AC2 en el punto B2 como el centro de la bisagra de la manivela y la biela.
(5) Calcula la longitud real de cada varilla. Mida las longitudes de AB2, AD y B2C2 en la figura respectivamente y calcule:
Longitud de la manivela lAB = AB2, longitud de la biela lBC = B2C2, longitud de la cremallera lAD = AD.
Ejercicio 2
2-1 ¿El mecanismo articulado de cuatro barras se puede dividir en tres tipos según su forma de movimiento? ¿Cuáles son sus características? Intente dar ejemplos de su aplicación.
2-2 ¿Cuáles son las condiciones para la existencia de una manivela en un mecanismo articulado de cuatro barras?
2-3 ¿Cuál es el papel de la función de recuperación de emergencia de la organización? ¿Cuál es la base para juzgar si un mecanismo de cuatro barras tiene características de retorno de emergencia?
En el mecanismo articulado de cuatro barras que se muestra en la Figura 2-4, se conoce la longitud de cada miembro.
¿Qué tipo de mecanismo obtendrás cuando A, B, C y D se utilicen como marcos respectivamente?
2-5 Marque el ángulo de presión y el ángulo de transmisión de cada mecanismo en la ubicación que se muestra en la figura.
Ejercicio 2: Diseñar un mecanismo plano de cuatro barras
1. Objetivo del entrenamiento
Dominar el método de diseño gráfico de un mecanismo plano de cuatro barras, e inicialmente. Comprender y dominar la aplicación del Diseño asistido por ordenador en el diseño de mecanismos planos de cuatro barras.
2. Contenido y requisitos de la formación
(1) Diseñar un mecanismo articulado de cuatro barras. Se sabe que la longitud del balancín LC D = 0,12 m, el ángulo de giro = 45°, la longitud de la cremallera LAD = 0,10 m y el coeficiente de relación de velocidad de carrera K = 1,4. Encuentre gráficamente las longitudes de la manivela y la biela.
(2) Utilice el método del diagrama para diseñar el mecanismo de la varilla guía de giro. Se sabe que el coeficiente de relación de velocidad de conducción K=1,5 y la longitud del cuadro LAD = 0,18 m.
Puedes elegir un tema y utilizar el diseño asistido por ordenador (diseño gráfico con AutoCAD).
3.Proceso de formación. Consulte el ejemplo de capacitación 2-4.
4. Pasos de formación para el diseño gráfico utilizando AutoCAD.
Según el tema autoseleccionado, formule los pasos del dibujo y luego opere en la computadora: ① Ingrese a la interfaz de trabajo de AutoCAD; (2) Siga los pasos del dibujo ③ Use la función de consulta para medir el; resultados del diseño; ④ Guardar los resultados del diseño.