无急回特性曲柄摇杆机构图表设计法
２００８年第２期第７卷（总第３５期）Ｎｏ．２２００８
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＮＨＵＩＶＯＣＡＴＩＯＮＡＬＣＯＬＬＥＧＥＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ＆ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＧｅｎｅｒａｌＮｏ．３５Ｖｏｌ．７
安徽电子信息职业技术学院学报
［文章编号］１６７１－８０２Ｘ（２００８）０２－００６３－０２
无急回特性曲柄摇杆机构图表设计法
朱健芬
（蚌埠学院，
安徽
蚌埠
２３３０３０）
［摘要］本文中给出了无急回特性曲柄摇杆机构满足传动角要求的可行区域及其图表。根据此表即可按照已知条件直接从表中选取。此方法具有简单、方便、快捷的特点。
［关键词］无急回特性；曲柄摇杆机构；图表设计法［中图分类号］ＴＨ１３［文献标识码］Ｂ
１无急回特性曲柄摇杆机构的几何关系
图１为无急回特性的曲柄摇杆机构的运动简图，由于
（ｋ＝１，θ该机构无急回特性＝０），故曲柄的回转中心Ａ与摇
杆的左、右极限Ｃ１、设曲柄长度ＬＡＢ＝ａ，连杆长度ＬＢＣＣ２共线。＝ｂ，摇杆长度ＬＣＤ＝ｃ，机架长度ＬＢＣ＝ｄ。
将〈２〉式代入上式得：
ｃｏｓγｍｉｎ＋ｃｏｓγｍａｘ＝０
即：γ－γｍｉｎ＝１８０°ｍａｘ
由此可知：无急回特性的曲柄摇杆机构的最小传动
角γ＇ｍｉｎ，即曲柄与机架两次共线时传动角相等。ｍｉｎ＝γ
２满足传动角要求的可行区域及其图表的建立将（３）式右端展开并将（１）、（２）式代入，整理得：
ψｓｉｎ
２
（５）ｂ＝ｄ
ｃｏｓγｍｉｎ
由图１可知：α＝ｃｓｉｎ
ψ
…………＜１＞２
同时，在ΔＡＣ１Ｄ、ΔＡＣ２Ｄ中，
由余弦定理得：
２
２
２
２
２
２
ｄ＋（ｂ－ａ）－ｃｄ＋（ｂ＋ａ）－ｃ
＝ｃｏｓβ＝
２（ｂ－ａ）ｄ２（ｂ＋ａ）ｄ
２
２
２
２
将上式化简得：ｄ＋ａ＝ｂ＋ｃ………＜２＞
在图２ΔＢＫ２ＣＫ２Ｄ、ΔＢＫ１ＣＫ１Ｄ中，由余弦定理可知：
ｃｏｓγｍｉｎ＝
ｂ＋ｃ－（ｄ－ａ）
２ｂｃ
２
２
２２２
（３）
２
ｂ＋ｃ－（ｄ＋ａ）
ｃｏｓγ＝ｍａｘ
２ｂｃ
（４）
２
２
２
２
ｂ＋ｃ－ｄ－ａ
由上两式可得：ｃｏｓγ＋ｃｏｓγ＝ｍｉｎｍａｘ
２ｂｃ
＊［收稿日期］２００７－１２－１５［作者简介］朱健芬（１９６３－），女，讲师，
技术园地
即：γ－ｍｉｎ＜９０°
朱健芬——无急回特性曲柄摇杆机构图表设计法
表１
γｍｉｎ
ψ
第２期
ψ
。由于传动角γ是表示机构传动性能２
的主要参数。传动角γ越大，机构传动性能越好，机械效率越高。因此，在机械设计中尽可能地取γｍｉｎ的大值，为安全ψ
（γ起见，近似取γ＝８５°－。为保证机构的传ｍｉｎ＝ｍｉｎ）ｍａｘ－５°２
力效果，应使传动角的最小值γｍｉｎ大于或等于其许用值
］，即满足γ［γ］的要求，一般机械中推荐［γ］＝４０°［γ－ｍｉｎ≧
［１］［２］
。５０°
的关系Ｃ＝１时ａ、ｂ、ｄ、γψｍｉｎ、
７５°
７０°
ｄ
ａ
ｂ
ｄ
ａ
６５°ｂ
ｄ
ａ
ｂ
８０°ａ
ｂ
ｄ
１０°０．０８７０．５７８１．１５２０．０８７０．３５６１．０５８０．０８７０．２６２１．０３００．０８７０．２１０１．０１８２０°３０°４０°５０°６０°７０°８０°９０°!ｍｉｎ
ψ
６０°ａ
ｂ
ｄ
ａ
５５°ｂ
ｄ
ａ
５０°ｂ
ｄ
ａ
４５°ｂ
ｄ
ａ
４０°ｂ
ｄ
０．１７４０．８９０１．３２７０．１７４０．５８０１．１４３０．１７４０．４４４１．０８０
０．２５９１．１１８１．４７５０．２５９０．７４８１．２２２
０．３４２１．２９５１．６００
］≤γ根据以上要求可以得出：γ－ｍｉｎ只要在［γｍｉｎ≤８５°
ψ
范围内就可以满足机械传动性能要求。将其绘制成γｍｉｎ２与ψ的图，如图３所示：
１０°０．０８７０．１７６１．０１２０．０８７０．１５３１．００８０．０８７０．１３６１．００５０．０８７０．１２４１．００４０．０８７０．１１４１．００３２０°０．１７４０．３６５１．０５００．１７４０．３１３１．０３３０．１７４０．２７６１．０２３０．１７４０．２４９１．０１６０．１７４０．２２９１．０１１３０°０．２５９０．５８４１．１２８０．２５９０．４８８１．０８２０．２５９０．４２５１．０５６０．２５９０．３８０１．０３８０．２５９０．３４７１．０２６４０°０．３４２０．８８１１．２８８０．３４２０．７００１．１７１０．３４２０．５９１１．１１００．３４２０．５１９１．０７４０．３４２０．４６９１．０５０５０°０．４２３１．４３３１．６５６０．４２３１．００１１．３４００．４２３０．８０１１．２０３０．４２３０．６７６１．１３００．４２３０．５９９１．０８７６０°７０°８０°９０°
０．５００１．５４１１．７６７０．５００１．０７２１．３７８０．５０００．８６６１．２２５０．５０００．７４６１．１４３
０．５７４１．６１９１．８１５０．５７４１．１３６１．４０１０．５７４０．９２５１．２３８
０．６４３１．６７１１．８３８０．６４３１．１８２１．４０８
０．７０７１．６９７１．８３８