基础四杆机构综合即设计一个四杆机构， 使其 连杆曲线 ! 滑块间歇机构基础四杆机构的综合 由上面的理论基础可知， 如果取鲍尔点为连杆 平面上的一点， 则在四杆机构运动过程中， 该鲍尔点 的轨迹中有一、 二段近似度很高的直线， 因而寻找 单、 双鲍尔点是滑块间歇机构基础四杆机构综合的 关键。
的方法综合连杆曲线中带有圆弧段 和直线段的基础四杆机构徐州达一锻压设备有限公司， 再用图 解法或解析法综合输出 $$ 级杆组。 该方法不失为一种较好的方法， 但 其对优化初值的依赖性大， 如初值 不当， 很难得到合适的解。本文从
连杆平面上瞬时曲率半径为无穷大的点的集合， 在 拐点处的连杆曲线与直线具有三个无限接近的接触
都可按式 （0） 转都可以） ， 直线; 每旋转到一个位置， 和式 （1） 算出一组 # ， 对于一个 $ 点。按此种方法气泵， 基本尺寸相同的四杆机构 %&’( 可以找到若干组对 则 应的 # 点和 $ 点。改变四杆机构 %&’( 的尺寸， 对于每一尺寸的四杆机构 %&’( 则可按上述方法找 到若干组对应于此机构的 # 点和 $ 点， 这样可找到 许许多多对应的圆点和圆心点。 4 4 建立连杆曲线中具有圆弧段的机构数据库 计算连杆曲线中圆弧段所对应的曲柄转角， 此 角即为间歇角。将满足间歇角要求的四杆机构的基 本参数及间歇角存入数据库中则形成连杆曲线带有 圆弧段的基础四杆机构的数据库。
取单鲍尔点为连杆平面上的一点， 则在四杆机 构运动过程中， 该点的轨迹中有一段近似度很高的 直线段。 （!） 双鲍尔点的确定 在图 $ 中， 取四杆机构运动到某一位置时的鲍 尔点 # 为该位置时连杆平面上的一个点。当四杆 机构运动时， # 点形成一个封闭轨迹。如果这个轨 迹上的另外一点 正是机构运动到该位置时的鲍 尔点， 则这两个重合的鲍尔点即为双重鲍尔点。由 此可知， 双重鲍尔点在 ,- 坐标系的坐标值相等， 因而可用下式求取双鲍尔点： （%） -. ( -/ !! 式 （%） 中， .、 / 代表机构所处的两个不相同位置， !为 给定的最大误差。 满足式 （%） 的两个单鲍尔点为双重鲍尔点不平衡力， 取双 重鲍尔点为连杆平面上的一点， 其轨迹中可有两段 近似度很高的直线; 的坐标可由图 1 所示的几何 关系得到。
上述各式中的 1’ 、 2’ 、 1) 、 2) 表示 ’ 、 ) 两点在 纵坐标表达式， 可通过 -$0 坐标 12 坐标系中的横、 系与 12 坐标系间的变换得到。 （5） 单鲍尔点的确定 单鲍尔点是拐点圆与常定曲率圆点曲线的交 点。将拐点圆方程 （1） 和常定曲率圆点曲线） 联立可得鲍尔点在 12 坐标系中的坐标， 用 （ 1! ， 表示如下： 2! ） — 98 —
常定曲率 ’)(*,-) 曲线; & # 寻找连杆平面上对应的 ’()*,-) 点 寻找连杆平面上对应的常定曲率圆点和常定曲 率圆心点是基础四杆机构综合的关键。图 % 所示为 一四杆机构 0,12 的常定曲率圆点曲线和常定曲率 圆心曲线 为极切 线 为极法线。并不是在常定曲率圆点曲线上 和常定曲率圆心曲线上任意选两点就可组成一组对 应的圆点和圆心点， 还必需要求所选择的两点位于
机构、 不完全齿轮机构、 连杆间歇机构、 齿轮连杆间 歇机构等。各种不同的间歇机构有不同的设计方法 及相应的间歇性能。凸轮间歇机构为高副接触机 构， 易于磨损， 因而在某些情况下， 使其应用受到了
思路是根据轨迹曲率理论， 把带有圆弧段和直线段 的连杆曲线进行分类， 并且把每一类的运动特征及 机构参数存入计算机中。进行机构设计时， 把要求 实现的运动特征与每一类曲线进行比较， 从中找出 最接近要求的机构， 然后对其机构参数进行调整， 直
机构的数据库， 通过数值比较， 从数据库中提取满足 间歇角要求的基础四杆机构， 再运用解析法综合满 足输出摇杆最大摆角要求的输出 $$ 级杆组。整个 过程以计算机为辅助工具， 实现了六杆间歇机构的 自动设计。
为基础， 综合了连杆曲线中带有单、 双直线段和圆弧段的基础四杆机构， 从而建立起基础 四杆机构的数据库。根据各种类型的基础四杆机构连杆曲线的特性， 研究了输出 $$ 级杆 组的综合方法。按本文所介绍的方法综合六杆间歇机构， 可得到间歇角从 %&到 #&的滑 块一次间歇机构和滑块二次间歇机构以及间歇角从 %&到 !’#&的铰链一次间歇机构。计 算机仿真结果证明所用的方法可行， 且对每组输入要求均得到多个满意的结果， 实现了六 杆间歇机构综合的多解及自动设计。 关键词 数据库，机构综合，六杆间歇机构
过 ! 点的直线上。因此， 本文采用了一种简单易行 的方法— — — “直线扫描法” 求对应的圆点和圆心点。 方法为： 过瞬心点 ! 做直线; ， 求出直线; 与常定曲 以 率圆点曲线和常定曲线圆心曲线的交点 # 和 $ ， 在四杆机构 %&’( 运动 # 点为连杆平面上的一点， 的过程中， # 点的轨迹中有一段以 $ 点为圆心的圆 弧。为此， 以极切线 !) 为 * 轴正方向， ! 为 , 轴 正方向， 建立 *!, 坐标系。在 *!, 坐标系中， 常定 曲率圆心曲线的方程为：
& # & 建立连杆曲线中带有直线段的基础四杆机 构数据库 取鲍尔点为连杆平面上的一点， 计算满足直线 段平直度要求的直线段所对应的曲柄转角， 此曲柄 转角即为六杆间歇机构的间歇角 （双直线有两个间 歇角） 板式链。将连杆曲线中具有单、 双直线段的基础四杆 机构的基本参数如相对杆长 （取曲柄 0, 的长度为 、 坐标位置及间歇角等存入数据库中， 则形成了连 #） 杆曲线中带有直线段的基础四杆机构数据库。 & 铰链间歇机构基础四杆机构的综合 由上述基础理论可知， 如果取常定曲率圆点曲 线上的一点作为连杆平面上的一点， 则在四杆机构 万方数据 — %1 —
//!2# 运动过程中， 该点所走出的轨迹中有一段近似度很 高的圆弧。四杆机构的每一个运动位置对应一条常 （!） 定曲率圆点曲线和一条常定曲率圆心曲线， 在机构 学中统称这两条曲线;) 曲线， 曲线上的对 应点称 ’()*,-) 点。图 ! 为四杆机构 0,12 的曲柄 0, 与机架 02 间的夹角为 ./0和 #/0时的两组常定 曲率圆点曲线和常定曲率圆心曲线。由图 ! 得知， 常定曲率圆点曲线和常定曲率圆心曲线随机构所处 的位置的不同， 其形状有所不同。对于某一已知机 构， 作出其处于各个位置时的常定曲率圆点曲线和 常定曲率圆心曲线则非常困难定位销座， 找到满足间歇角要 求的机构则更加困难。如果把满足一定间歇角要求 的机构存入数据库中， 把实际要求的间歇角与数据库 中所存机构的间歇角相比较， 即可找到满足间歇角要 求的基础四杆机构。因此基础四杆机构的综合可分 为寻找连杆平面上对应的 ’()*,-) 点和建立连杆曲 线中具有圆弧段的机构数据库两部分。
双鲍尔点 1 2 3 2 3 寻找单、 （3） 拐点圆及其参数 鲍尔点是拐点圆和常定曲率圆点曲线的交点， 因此， 首先确定拐点圆。拐点圆可按图 1 所示的方 法确定： 从 点作直线;# 平行于 $% 并交 & 轴于 # 点； 再从 # 点作直线;( 且与 $’ 、 )% （或其延长线 两点分别作 $ 和 % 的垂线且交于 * 点， 线;* 即为拐点圆的直径。作 )4 和 ’4 的中垂线; 即为拐点圆的圆心。拐点圆的半径为：
造简单， 耐磨损， 润滑方便， 承载能力较强等特点， 在 纺织、 印刷、 食品等轻工业机械中应用广泛。对于连
［!(’］ 杆间歇机构， 等人从基础理论、 应用、 计算 * ,-./ 机辅助设计及专家系统等方面进行了研究。其基本
主动曲柄连续转动时， 输出从动摇杆在某一位置实 现停歇。如图 ! 所示， 六杆间歇机构可分为两部分， 一部分称为基础四杆机构， 如图中的 !#$ ， 点 %为 该基础四杆机构连杆平面 #% 上的一点， 另一部分 为一个输出 $$ 级杆组 %&’ 。要使输出摇杆 &’ 实现 停歇， 则必需使基础四杆机构的连杆平面上的一点 如图 ! （ /） 中 % 的轨迹曲线中有一段为直线或圆弧， 的直线 %(%) ， 图（ 中的弧 12 13。当连杆上 % 点通 ! 0） 过 %(%) 段时， 输出杆 45 实现停歇。因而寻找带有 直线段或圆弧段的连杆曲线是六杆间歇机构综合的 关键。
点。常定曲率圆点曲线是连杆平面上瞬时曲率不变 的点的集合， 在常定曲率圆点处连杆曲线与曲率圆 重合于四个无限接近的点上间隙。鲍尔点是拐点圆与常 定曲率圆点曲线的交点， 在鲍尔点处， 连杆曲线与直 线有四个无限接近的接触点。由上述理论可知， 用 鲍尔点附近的曲线逼近直线远比单纯用拐点附近的 曲线逼近直线精度要高。如果选定鲍尔点为连杆平 面上的一点 ! ， 则在四杆机构运动过程中， ! 点的轨 迹中有一段直线。 圆弧段的逼近： 由于常定曲率圆点曲线与曲率 圆重合于四个无限接近的点上， 如果选常定曲率圆 则在四杆 点曲线上的点作为连杆平面上的一点 ! ， 机构运动过程中 ! 点的轨迹中有一段圆弧。 本文采用鲍尔点和常定曲率圆点为连杆平面上 的点来综合连杆曲线中带有直线段和圆弧段的基础 四杆机构。 把六杆间歇机构按输出 !! 级杆组的类型分为 两种形式。当输出 !! 级杆组为 # （其中 代表英 文单词 “$%&’()$ *,-” 的第一个字母， 表示回转副； # 代表英文单词 “ #-,./),0 *,-”的第一个字母， 表示移 动副） 杆组时， 六杆间歇机构称为滑块式六杆间歇机 构， 文中简称为滑块间歇机构。当输出 !! 级杆组为 （ 的意义同上） 杆组时， 六杆间歇机构称为铰 链式六杆间歇机构， 文中简称为铰链间歇机构。
