第七章 平面连杆机构测试题

第七章 平面连杆机构测试题（共6篇）

第七章 平面连杆机构测试题 篇1

第十四单元平面连杆机构

综合题

1、如图所示为铰链四杆机构，已知各构件长度LAB=55mm，LBC=40 mm，LCD=50 mm，LAD=25 mm，哪一个构件固定可获得曲柄摇杆机构？哪一个构件固定可获得双曲柄机构？哪一个构件固定只可能获得双摇杆机构？（说明理由）

题1图

3、画出下列机构图示位置的压力角。

题3图

4、试确定两机构从动件的摆角和机构的最小传动角。

题4图

5、试用图解法设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长lCD＝100mm，行程速度变化系数K＝1.2，摆角Ψ＝45，固定铰链中心A和D在同一水平线上。06、设计一铰链四杆夹紧机构。已知连杆BC长度LBC=40㎜和它的两个位置如示意图所示。其中B1C1处于水平位置；B2C2为机构处于死点位置，此时原动件CD处于铅垂位置。（取μL=1mm/mm）

题6图

7、设计一偏置曲柄滑块机构。已知滑块的行程s=50mm，偏距e=20mm，行程速比系数K=1.5，试用作图法求曲柄的长度LAB和连杆的长度LBC。

题7图

8、图示为曲柄摇杆机构。已知机架AD在同一条水平线上，K＝1.4，摇杆的长度LCD=60 mm及摇杆的摆角Φ=40°。试用图解法设计此机构（取μL=2mm/mm）

题8图（机构示意图）题9图（机构示意图）

9、设计一摆动导杆机构，已知机架长度为50mm，行程速比系数K=2，求曲柄的长度。（取μL=1mm/mm）

第七章 平面连杆机构测试题 篇2

一平面连杆机构压力角概述

平面连杆机构的应用范围非常广泛, 可以应用于刨床、雷达、挖土机、汽车等机械设备中, 平面连杆机构压力角与机构的传力性能有着非常密切的联系, 传力性能的好坏将会对机器的整体性能造成很大的影响, 也会影响机器的运行效率。平面连杆机构压力角是机构传力性能的主要参数, 是机构传力性能的重要影响因素。在2009年的机械基础教学大纲中, 明确了平面连杆机构压力角的教学要求, 也指出了平面连杆机构压力角的教学任务。在实际的教学过程中, 我们要以教学大纲的要求为教学目标, 让学生深入理解压力角的内涵及作用, 采取积极有效的教学策略, 提升机械基础课程的教学质量。但在机械基础的教学过程中, 大多教师不能采取有效的教学策略, 不能使学生深入理解压力角的含义及作用, 教学效率较低。针对这些问题, 笔者梳理了与压力角相关的知识点, 提出了平面连杆机构压力角的教学策略, 希望对平面连杆机构压力角的教学有启发和借鉴意义。

二平面连杆机构压力角的教学策略

第一, 巧解压力角的定义, 找到、找准压力角。平面连杆机构压力角是指在忽略构件的差异以及摩擦力的情况下, 机构中动件的运动方向与受力方向之间形成的锐角。在实际的教学过程中, 如果教师仅向学生讲述平面连杆机构压力角的定义, 学生可能难以理解, 不知道机构简图中压力角的具体位置, 不能明确构件的运动方向与受力方向, 更无法对平面连杆机构压力角作出分析和判断。因此, 教师要运用切实有效的教学方法, 使学生找到具体的方向和位置, 避免让学生产生无从下手的感觉。

第二, 合理分析压力角, 使学生认识到压力角的影响。在教学过程中, 教师可以对平面连杆机构压力角作出合理的分析, 引导学生理解压力角的形成与影响。如在讲解“压力角越小, 机构的传力性能越好, 反之, 机构的传力性能就越差”这一知识点时, 如果教师只是照本宣科地向学生阐述, 学生不能深刻地理解, 也不会认识到压力角的影响。对此, 我们可以用综合分析的方法, 将各种作用力进行合理分解, 讲清压力角的作用及影响, 使学生的理解更准确、到位。

第三, 选择特殊例证, 妙解压力角的使用。在具体的教学过程中, 为了帮助学生更好地理解压力角的相关知识, 可以在教学的过程中运用一些压力角的“特例”, 通过特例的讲解, 让学生理解压力角的使用及影响。 (1) 压力角α=90°的应用。如果平面连杆机构压力角过大, 就会导致机构传力性能差, 需要进一步完善转动机构的设计。但是, 在飞机起落架和夹具等设备中却要利用压力角α=90°的位置来工作。如在飞机起落架的双摇杆结构中, 当飞机轮落下时, 动摇杆就会与连杆共线, 使压力角α=90°, 避免地面对飞机轮的力不会使机构卡死, 确保飞机能够安全降落。 (2) 压力角α=0的应用。在很多机械设备中, 压力角都是变化的, 但也有压力角不变的情况, 这时压力角α=0。如在插床、牛头刨床和回转式油泵的机构设计中, 压力角α=0, 并且不会发生变化, 这种压力角会保证常用机构的传力性能达到最佳。

第四, 利用开放式的教学模式, 实现快乐学习。很多学生认为学习是课堂中的事, 课外时间不用学习, 否则他们的负担就会过于沉重。其实, 在课程改革理念的指导下, 必须树立开放式的教学模式, 树立“生活即学习”的教学理念, 将平面连杆机构压力角的教学内容与家庭、生活、社会相联系, 让学生在主动探索的过程中加深对平面连杆机构压力角的理解, 通过课前的预习、课后的拓展与延伸, 增强学生的探究意识和自学能力。

三结束语

针对机械基础课程中平面连杆机构压力角的教学, 要选择合理的教学策略, 巧妙地对压力角的定义进行分析, 对压力角作出合理的分析并选择特殊的例证, 帮助学生更好地理解压力角, 弄清其含义、特点与使用。教师在机械基础课程的教学中, 要根据教学内容和学生的实际情况, 选择合理的教学策略与教学方法, 提高平面连杆机构压力角的教学效率, 使学生更好地掌握专业知识。

摘要：本文从两个方面论述中职机械课程中平面连杆机构压力角的教学策略:平面连杆机构压力角概述, 阐述了平面连杆机构压力角的定义与应用范围, 说明平面连杆机构压力角教学的重要性;平面连杆机构压力角的教学策略, 从巧解压力角的定义、合理分析压力角、选择特殊例证妙解压力角的使用等几个方面加以论述, 希望对平面连杆机构压力角的教学起到启示和借鉴意义。

关键词：平面连杆机构,压力角,教学策略

参考文献

[1]贲友国.平面连杆机构压力角的教学策略[J].职业, 2012 (33)

[2]吴大明.中职《机械基础》教学方法的探索[J].民营科技, 2011 (10)

浅谈《平面连杆机构》的教学心得 篇3

关键词：教学；心得；探讨

【分类号】G623.2

一、积极引导思维探索，锻炼学生的自主探究能力

现代教学理论认为，一个有意义的学习过程应该是学生以一种积极的心态，调动原有的知识和经验，解决新问题、消化新知识，并构建学生自己的认知结构的过程。这就要求教师在进行教学活动时，应十分重视学生自主探究能力的培养，使学生在自主探索的氛围中提高解决实际问题的能力。

教学过程中，不可以照本宣科，不能机械性地讲授，要注意与学生的交流互动，由于这部分教学内容很丰富，书上所列的例子也很多，但在学时有限的情况下，一定要注意精选，选择一、两个典型例子，帮助学生建立正确的概念，引导学生积极思维，诱导学生产生探究的兴趣。教材中介绍的众多机构型式及其名称，不可能也没有必要在课堂上—一予以介绍，可留给学生课后去阅读，并引导学生去注意观察生产和生活中的应用连杆机构的场合，以加深对所学内容的理解。

譬如，首先由平面连杆机构的定义推演到铰链四杆机构的定义；接着利用图片、自制的教具以及视频演示其运动等方式，讲授铰链四杆机构的组成，并用视频演示其运动变化过程，简介铰链四杆机构中曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构的运动特点，使学生对多种型式的四杆机构的内在联系有一个清晰的认识，加深对于事物发展内在联系的理解；而后以缝纫机踏板机构为例，介绍曲柄摇杆机构在缝纫机中运用位置，强调平面连杆机构中构件的形状是多种多样的，根据工作实际需要均可用等效的杆状构件替代；最后布置内容为“让同学们去寻找、去发现生活中对铰链四杆机构的运用实例，把观察到的应用通过测量画出简图，并制作简易模型”的课后作业。

二、合理安排实践活动，激发学生的学习兴趣

学习兴趣是学生对学习活动或学习对象的一种积极认识或意识倾向。在课堂教学中，重视培养学生的学习兴趣，创设轻松、愉快、生动、活泼的课堂气氛，是激发学生学习动力的关键。

实施教学时，根据技校学生活跃、好动、爱讲的特点，在学生感性认识形成以后，要充分发挥其主观能动性，组织同学们分组设计简易四杆机构，并把自制的简易模型拿到讲台上去做运动演示并讲解。学生们通过边设计、边思考、边演示，既巩固了理论知识，又提高了动手能力，从而实现感性知识上升为理性知识，达到理论与实践有效结合。

同学们在自制的四杆机构的运动演示过程中，发现连杆与从动件共线时，从动件无法转动，而且转向不能确定，学生自已就主动发现了死点位置。利用学生们的好奇，让他们演示结束后讨论如何避免死点。通过这种方法，不但解决了问题，而且激发了学生们自主学习的学习兴趣。

通过展示设计成果，学生心中普遍产生一种成就感，自然的心理倾向是学有所用，此时教师要善于捕捉学生心理，适时提问：自制的简易模型属于哪种类型的铰链四杆机构，其实际应用主要功能是什么？改变机架后又能变成什么类型的铰链四杆机构？课堂气氛再度活跃，既升华学生思维，又能增强学生们的理解能力，使学生们在很轻松的环境下就掌握了知识，达到探索创新的目的。

三、恰当使用多媒体辅助教学手段，有效提高教学效果

多媒体教学作为现代化教学的一种手段，在优化教学效果中起着重要的作用。在教学过程中，恰当利用多媒體课件中的动画演示，加上教师的详细讲解，使学生对一些抽象、模糊的机械运动、工作原理、内部结构有更清晰的感性认识，接受起来比较容易，从而提高教学效果。

譬如，在讲授铰链四杆机构的演化形式时，单纯的通过语言讲授来让学生理解摆动导杆机构和曲柄滑块机构的运动特点是一件比较困难的事情，但采用多媒体辅助教学，将书本上静态、枯燥的内容变成生动、形象、直观的动态形式，把抽象转化为具体，把复杂的知识分解为比较简单的知识，把陌生的知识化为熟悉的知识，声、像、文、图并茂的教学信息增强了教学的艺术效果，充分发挥了学生的观察力，促进了学生的求知欲，帮助学生建立了正确的概念，学生更容易理解掌握，从而提高了教学效果。

结束语

第七章 平面连杆机构测试题 篇4

平面连杆机构及其设计

连杆机构的传动特点：

1．因为其运动副一般为低副，为面接触，故相同载荷下，两元素压强小，故可承受较大载荷；低副元素便于润滑，不易磨损；低副元素几何形状简单，便于制造。2．当原动件以同样的运动规律运动时，若改变各构件的相对长度，可使从动件得到不同的运动规律。3．利用连杆曲线满足不同的规矩要求。4．增力、扩大行程、实现远距离的传动（主要指多杆机构）。

缺点：

1．较长的运动链，使各构件的尺寸误差和运动副中的间隙产生较大的积累误差，同时机械效率也降低。2．会产生系统惯性力，一般的平衡方法难以消除，会增加机构动载荷，不适于高速传动。

平面四杆机构的类型和应用

一、平面四杆机构的基本型式

1．曲柄摇杆机构2．双曲柄机构 3．双摇杆机构

二、平面四杆机构的演化型式

1．改变构件的形状和运动尺寸

曲柄摇杆机构-----曲柄滑块机构 2．改变移动副的尺寸

偏心轮机构可认为是将曲柄滑块机构中的转动副的半径扩大，使之超过曲柄的长度演化而成的。3．选用不同的构件为机架

（a）曲柄滑块机构（b）ABBC为摆动导杆机构）（c）曲柄摇块机构（d）直动滑杆机构（定块机构）

平面四杆机构的基本知识

一、平面四杆机构有曲柄的条件

1．铰链四杆机构中曲柄存在的条件（1）存在周转副的条件是：

①最短杆长度最长杆长度其余两杆长度之和，此条件称为杆长条件。②组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。（意即：连架杆和机架中必有一杆是最短杆）2满足杆长条件下，不同构件为机架时形成不同的机构

①以最短构件的相邻两构件中任一构件为机架时，则最短杆为曲柄，而与机架相连的另一构件为摇杆，即该机构为曲柄摇杆机构。

②以最短构件为机架，则其相邻两构件为曲柄，即该机构为双曲柄机构。③以最短构件的对边为机架，则无曲柄存在，即该机构为双摇杆机构。3.不满足杆长条件的机构为双摇杆机构。例题：

（中 矿）

（山科）

二、急回运动和行程速比系数

1．极位与极位夹角

（1）极位：机构的极限位置（即摇杆两极限位置，曲柄与连杆两次共线位置）。（2）极位夹角：摇杆处于两极限位置时，曲柄与连杆两次共线位置之间的夹角。（会作图求极位夹角）（3）摆角：摇杆两极限位置之间的夹角。2．急回运动

在一周中，曲柄等速转动，但摇杆是不等速的：工作行程v1空回行程v2，摇杆的这种运动性质称为急回运动。

3．行程速比系数K：衡量急回运动的程度。

Kv2v1t1t212180180

180K1K1 4．结论：

（1）K1，即v2v1，即机构有急回特性。可通过此判定曲柄的转向。

（2）当曲柄摇杆机构在运动过程中出现极位夹角时，机构便具有急回运动特性。（注：对心曲柄滑块机构：无急回特性； b：偏心曲柄滑块机构：有急回特性。）

（3）,K，机构急回运动也越显著。所以可通过分析及的大小，判断机构是否有急回运动及急 回运动的程度。雷达天线的俯仰传动的曲柄摇杆机构无急回特性。

（4）急回运动的作用：在一些机械中可以用来节省动力和提高劳动生产率。三、四杆机构的传动角与死点

1．压力角和传动角(会作图)

（1）压力角：从动杆件受力方向和受力作用点速度方向之间所夹的锐角。

（2）传动角：压力角的余角，90。实际就是连杆与从动杆件之间所夹的锐角。

（3）结论：越小，机构的传力性能越好。可见是判断机构传力性能是否良好的标志。相应有越大，机构的传力性能越好。

最小传动角出现的位置

1arccosbc(da)2bc22222

2或：2arccosbc(da)2bc22

22bc或：。

1和2中小者为min

即min出现在主动曲柄与机架共线的两位置之一。2180arccosbc(da)注：

①导杆机构的传动角：

传动角90，且恒等于90 ②曲柄滑块机构的min

 4

2．死点

在曲柄摇杆机构中，摇杆CD为主动件，连杆与从动曲柄共线时，曲柄AB不能转动而出现顶死的现象。这个位置称为死点。

（1）原因：连杆作用曲柄的力通过回转中心A，对A点无矩，不能驱使其转动。传动角0（2）改善方法：目的：使机构能够顺利通过死点而正常运转。1.错列2.装飞轮加大惯性

已知图示六杆机构，原动件AB作等速回转。试用作图法确定：（1）滑块5的冲程 H；

（2）滑块5往返行程的平均速度是否相同？行程速度变化系数K值；（3）滑块处的最小传动角min（保留作图线）。（北交2008年）

解：

（1）Hl(F1F2)0.002170.034m（2）不相等。

K18018018042180421.61

（3）min69

题8-5图解

用作图法设计四杆机构

1．按连杆预定的位置设计四杆机构（1）已知活动铰链中心的位置

当四杆机构的四个铰链中心确定后，其各杆长度也就相应确定了，所以根据设计要求确定各杆的长度，可以通过确定四个铰链中心的位置来确定。

例：要求连杆占据三个位置B1C1，B2C2，B3C3，求所对应的四杆机构。

分析：该机构设计的主要问题是确定两固定铰链A，D点的位置。由于B，C两点的运动轨迹是圆，该圆的中心就是固定铰链的位置。

B,Bb解：连B1,B2中垂线b12 连23中垂线23-------------A 8 连C1,C2中垂线c12 连C2,C3中垂线c23------------D 就可得四杆机构。

（2）已知固定铰链中心位置（河北工业）

180K1180KK1，已知K，则180，2.按给定的行程速比系数K设计四杆机构:原理：等于已知，那么，利用机构在极位时的几何关系，再结合其它辅助条件即可进行设计。

（1）曲柄摇杆机构：(中矿2011)

例题：图示为一用于雷达天线俯仰传动的曲柄摇杆机构。已知天线俯仰的范围为30°，lCD=525mm，lAD=800mm。

试求：

（1）曲柄和连杆的长度lAB和lBC ；

（2）校验传动角是否大于等于40度（北交2007）解：

K1,0（1）由于雷达天线俯仰传动时不应有急回作用，故有：

（2）选取比例尺μl＝1mm/mm，并利用已知条件作图如下：

四、（20分）图4所示，现欲设计一铰链四杆机构，设已知摇杆CD的长度为lCD75mm，行程速度变化

系数K1.5，机架AD的长度为lAD100mm，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为45。试求曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC。

CBD

A

（2）曲柄滑块机构

已知： K，H，e

要求：设计一曲柄滑块机构。

分析：关键求；认识到H相当于曲柄摇杆机构中的。

设计一曲柄滑块机构，已知曲柄长度lAB15mm，偏距e10mm，要求最小传动角min60。

14（1）确定连杆的长度lBC;（2）画出滑块的极限位置；（3）标出极位夹角及行程H;（4）确定行程速比系数K。

题8-10图

三、（20分）在图示插床机构中，滑块5的移动导路ee通过铰链中心C，且垂直于AC。B、C、D三点共线。导杆机构ABC的两连架杆可作整周转动，AB为原动件，以1等速转动。

（1）在机构简图上绘出滑块上E点的二极限位置E1、E2，并作出曲柄的对应转角

1、2；

5，B点轨迹与导路ee的交点B1、B2之间距（2）若要求滑块的行程s154 mm，行程速比系数K1.B1B22s。试计算AB，AC的长度；

（3）若压力角max10，试计算连杆DE的长度。

（1）曲柄滑块机构CDE中，当C、D、E共线时，滑块处在极限位置，即AB转至AB1时，则CD转至CD1，此时滑块处于右边极限位置E1。

当AB继续转至AB2时，则CD逆时针转至CD2，此时滑块处于左边极限E2。曲柄AB对应转角

1、2如图所示。（6分）（2）对心曲柄滑块CDE中：

2lCDs lCDs277 mm

极位夹角K1K118036

1180144 lACCB1tg7250.04 mm lABlACcos72162 mm（7分）

15（3）在对心曲柄滑块机构CDE中，当曲柄与导路ee垂直时，出现max，sinmaxlCDCDl lDEl77DEsinmaxsin10443.4 mm（7分）

（3）导杆机构 已知：d，K。

练习题：

第七章 平面连杆机构测试题 篇5

Simulink的平面四连杆机构仿真

基于MATLAB/Simulink的平面四连杆机构仿真

一、题目及自由度分析

如图1所示，该平面四杆机构中有三根运动的均质钢杆，其中有两根钢杆的一端与接地点连接，第三根杆就与这两根杆剩下的端点连接起来，两个接地点就可认为是第四杆，机构中相关尺寸如图2所示。

计算结构自由度，三个运动杆被限制到平面内运动，因此每个杆都有两个移动和一个转动，即在考虑约束之前，自由度为：

3×(2+1)=9

但是由于每个杆都受到约束，所以并不是每个自由度都是独立的。在二维状态下，刚体间的连接或者刚体与接地点的连接就会增加两个约束。这样就会使得刚体其中一端不能够作为独立的自由运动点，而是要受到邻近刚体的约束。该题中有四个刚体--刚体或刚体—接地点的连接，这就隐含8个约束。

那么最后的自由度为9-8=1.虽然有四个转动自由度，但是，其中三个都是非独立的，只要确定其中一个，就可确定其余三个。

二、模型建立及参数设置

1应用MATLAB/Simulink建立初始模型

2在初始模型的基础上添加Joint

Sensor模块

3依题意设置相关参数

⑴配置Ground模块

由图2可得系统的基本尺寸为：

①固定构件长86.7厘米

②Ground_1表示接地点，在World

CS坐标轴原点右边43.3cm处

③Ground_2表示接地点，在World

CS坐标轴原点左边43.4cm处

④最下端的铰处于X-Z平面内原点以上4cm

图5Ground_1模块参数设置图6Ground_2模块参数设置

4配置Joint模块

三个没有接地的联杆都是在X-Y平面内的，所以Revolute轴必须是Z轴。

⑴依次打开Revolute参数对话框，保持默认值，即Axis

of

rotation[x

y

z]默认设置为[001]，Reference

csys都是WORLD。

图7Revolute坐标设置

⑵根据连接情况依次设置Revolute参数对话框中的Connection

parameters参数

图8Revolute模块参数对话框Connection

parameters参数

图9Revolute模块参数对话框Connection

parameters参数

图10Revolute模块参数对话框Connection

parameters参数

图11Revolute模块参数对话框Connection

parameters参数5配置Body模块

本题中Body模块（即Bar）定位方式不是直接相对于WORLD坐标系统，而是采用相对坐标形式，Bar1的CS1相对于Ground_1，Bar2的CS1相对于Bar1，以此类推。

以下为每个Body模块的详细参数设置，其中包括质量（Mass）、惯性矩（Inertia）、重心坐标原点、CS1坐标原点、CS2坐标原点和重心的方向。

图12Bar1的模块参数设置

图13Bar2的模块参数设置

图14Bar3的模块参数设置三、检测运动，运行模型

图15仿真结果动画显示

图16Revolute2和Revolute3的转角时程曲线

三、小结

目前较为主流的动力学仿真软件是Adams，但鉴于本人对该软件接触较少，且MATLAB也具有该功能，故本题采用Simulink中的SimMechanics工具箱对平面四杆机构进行建模仿真，并利用其可视化窗口进行系统运动可视化。

第七章 平面连杆机构测试题 篇6

关键词：连杆机构,Pro/E,运动学仿真

在机械设计课程中关于平面四杆机构的设计, 一般重点介绍图解法, 图解法直观但精度较差, 而对于给定两连架杆的三组对应转角关系的机构设计问题, 常采用解析法求解, 但计算较为复杂, 而且无法表达其实际的运动。而Pro/E中的运动学分析模块Mechanism可以进行运动学分析和仿真, 这样可以使得原来在二维图纸上难以表达和设计的运动变得非常直观和易于修改, 并且能够大大简化机构的设计开发过程。本文结合实例在采用Pro/E计算机辅助设计对四杆机构的求解进行了探索, 并画出构件进行装配及仿真设计, 在教学过程中取得了很好的效果。

1 用Pro/E解出机构的尺寸参数

1.1 图解法

曲柄摇杆机构, 已知摇杆的长度C D=2 0 0 m m, 摆角ψ=4 0°, 机架长度AD=160mm, 行程速比系数k=1.4, 求曲柄AB和连杆BC的长度。

首先由给定行程速比系数k按公式θ= (k-1) / (k+1) *180°算出极位夹角θ=30°, 按图解法画出示意图, 先按尺寸绘制AD、C1D、C2D摆角ψ=40°, 再画出直线AB1、B1C1、AB2、B2C2, 根据要求修改尺寸及相应约束, 使C 1 D=C 2 D、A B 1=A B 2、B1C1=B2C2, 且AB1∥B1C1、AB2∥B2C2, 并保证及位夹角为30°, 最后通过尺寸定义即可求得曲柄L 2及连杆L 3的长度, 即AB=52.72, BC=176.47 (如图1) 。

1.2 解析法

已知两连架杆AB和CD的三组对应角关系:φ1=45°ψ1=50°;φ2=90°ψ2=82°;φ3=135°ψ3=112°, 机架长度AD=50mm, 求其余三杆的长度。

根据解析法计算的参数方程:

c o sφ=c/ac o sψ-c/dc o s (ψ-φ) + (a2+c2+d2-b2) /2ad用Pro/E进行辅助设计, 其中a为AB的长度, b为BC的长度, c为CD长度, d为机架AD的长度。

进入Pro/E“草绘”界面, 画出四杆机构示意图, 尺寸随意, 标出各杆长度及两连架杆的位置角, 任选一尺寸为参照尺寸, 选“信息”“切换尺寸”如图2所示, 其中sd8=a, sd9=b, sd7=c, sd6=d, rsd12 REF=φ, sd10=ψ。

根据题意在编辑框中输入如下各参数关系:

再点击“信息”“切换尺寸”, 图中则显示出由参数方程计算出的连架杆及连杆的尺寸, 即AB=7.96, BC=51.65, CD=11.20如图3。可通过改变摇杆角度加以验证, φ1=45°、ψ1=50°。

2 连杆机构PRO/E三维建模与装配

按图1中尺寸绘制曲柄。Pro/E具有参数化设计功能, 所以只需通过改变AB杆的长度尺寸即可完成连杆BC、摇杆CD及机架AD三维实体的创建。

完成各零件建模后, 在组件模式下进行装配。要用Mechanism模块对组件进行运动仿真, 各构件间需相互转动因此选择连接类型中的销钉, 先对齐轴, 再对齐平移面。 (如图4)

3 基于Pro/E的运动仿真

Mechanism模块是Pro/E软件的一个仿真模块, 该模块可实现对机构的定义, 对输入轴添加相应的电机驱动来产生设计要求的运动。

选择“应用程序机构”, 单击“定义伺服电动机”, 在模型中选取曲柄与机架的连接轴, 在轮廓标签卡中设置速度。选择“运行分析”命令, 在对话框中选“新建、创建主体锁定”选择主动件曲柄及机架, 单击“运行”即可看到曲柄摇杆机构运转起来。也可通过回放查看运行结果。

4 结语

应用Pro/E软件进行机械设计, 其理论和方法已日益受到普遍关注。本文介绍了平面连杆机构设计中图解法及解析法的计算机辅助求解, 解决了传统设计过程中的精度及复杂的计算等问题。对于某些基本形状相似的零件如文中的连杆, 只需通过修改参数即可自动生成, 可大大节省设计时间, 提高设计效率。利用计算机模拟系统在真实环境下运动, 以验证设计方案是否合理, 运动是否满足设计要求, 运动构件是否发生干涉等, 可及时发现问题并不断改进和完善设计。