球面双摇杆机构摇杆摆角的计算_车林仙.pdf

2 00 4 年第 2 期沪州职业技术学院学报球面双摇杆机构摇杆摆角的计算车林仙( 庐州职业技术学院机械系庐州 6 4 00 6 ) 5 摘要关键词根据 Gashf 准则球面双摇杆机构可分为球面 G ashl双摇杆机构和球面 N 一 G ashf双摇杆机构言球面 N 一Gashof双摇杆机构又可进一步分为内摆角型外摆角型及重叠摆角型球面 N 一Gashf双摇杆机构在对球面双摇杆机构进行完全分类的基础上分析了每类机构主动摇杆从动摇杆的根限位里给出了每类机构摇杆极限摆角的计算方法和计算公式最后给出了两个实例球面双摇杆机构球面rG ashf双摇杆机构球面 Non 一Gashf双摇杆机构极限位置摇杆摆角 1 前言夹角系两杆所在的大圆间的夹角文献【 12〕分别给出了按行程速比系 K ( >1) 设计具有急回运动特性的工11型及一类特殊球面曲柄摇杆 4R机构的解析方法;文献【 3 4〕进一步给出了按许用传动角【们设计不具有急回运动特性的正置式球面曲柄摇杆 4R机构的解析方法但以上都仅限于对球面曲柄摇杆机构的研究由于球面双摇杆机构不存在曲柄通常不能由单向旋转电机连续驱动故对于该类机构的摇杆摆角计算问题并未引起研究者的注意但球面多杆机构的应用日渐增多(如 w at t型 st即 henson 型球面六杆机构) 而大多情况下球面四杆机构(包括球面双摇杆机构)仍为其分析与综合的基础因此对球面双摇杆机构作全面研究是有意义的在文献〔 5 一8〕对球面双摇杆机构作完全分类的基础上本文将给出每类机构摇杆极限摆角的计算方法和公式首先声明〔` 4]( l)球面线段系球面上的短程线即包含该线段的大圆的一段圆弧本文以这段圆弧对应的圆心角作为球面机构的杆长; ( 2)本文所考察的球面双摇杆机构均为特征球面双摇杆机构即任意两杆长度之和不大于 1800 若球面四杆机构的杆长不满足特征球面四杆机构的条件可将之转换为特征球面四杆机构且其可动性( or t tb il i ty) 不变;( 3)两杆的 2 1 球面双摇杆机构的分类球面rG ash of双摇杆机构图 1 球面 4R四杆机构如图 1所示的球面曲柄摇杆 4R机构八刀C l〕主动连架杆连杆从动连架杆机架的杆长依次为 l a2 a3 电并记最短杆最长杆的杆长为 as L 球面rG ashof 双摇杆机构必沪州职业技术学院学报 200 4年第 2期须满足如下条件 5[ 6“( )l最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和即 as +、、告拿 i “, ( 2) 以最短杆的相对杆为机架即 as =a2 22 球面 N 一Gashf双摇杆机构若不满足式( 1)则以任意杆为机架均为球面 Non 一rG ashof 双摇杆机构川 3 摇杆摆角的计算记凡= si n iC =cos S *z = i n( 士丐) iC 幻二cos ( 士aj)i( j 二12…;4 1井j) 味=cos 件味二cos 叭又记主动摇杆 A B从动摇杆 CD的摇杆极限摆角分别为柳△中并在图中用铆却标示出主动从动摇杆的摆动范围若从动摇杆 O 〕可与连杆BC 呈拉直共线( ialgn )则主动摇杆到达其一个极限位置 AB I 记此时的极位球面三角形为△A B zD 叭二图 2 球面 G ash f双摇杆机构如图 2所示从动摇杆 C l〕主动摇杆 AB 均能与连杆 BC