引言

曲柄搖杆機構具有較高的承載能力，耐磨損、壽命長及製造方便等特點，所以，它在裹包機中普遍應用。該機構的設計十分複雜，它的設計好壞對整個裹包機影響很大。國內外許多學者對曲柄搖杆機構的設計作了大量工作，取得了很多成果，儲寧啟[1]等采用圖解法進行設計， 但步驟較多且邏輯性差，不便於設計人員理解和掌握。熊濱生[2]采用數學的設計方法進行設計，計算過程很複雜，很難操作，且針對性不強，MING LUN[3]對曲柄搖杆機構進行了解析法動力學設計，得到了對運動要求很複雜時的簡便算法。給定外極限位置設計四杆機構是包裝機械中較常見的情況。本文基於在外極限給定兩對相應位移量情況下，試圖針對上述問題進行解析法設計。

給定兩對相應角移量曲柄搖杆機構問題的描述

如圖 1 所示的曲柄搖杆機構，取 AB0C0 為外極限位置。現給定曲柄與搖杆在外極限位置前後的兩對相應角移量為ÐB1 AC0 (j1 ) - ÐC1 DC 0 (; 1 ) , ÐB1 AC0 (j2 ) - ÐC1 DC 0 (; 2 )

; 1  =; 2   = ; 。j1  -;1 對應曲柄與搖杆轉向相同時的一對角移量， j2  -; 2 對應曲柄與搖

杆轉向相反時的另一對角移量，按給定在外極限位置前後的這兩對相應角移量，試設計滿足要求曲柄搖杆機構 。

基金項目：國家“十一五”重大科技支撐項目，多功能農業裝備與設施研製項目資助，生物質集儲和加工利用技術裝備研究與開發課題資助，編號：2006BAD11A11作者簡介：高德，男，1963—，教授，主要研究方向：包裝機械設計及動力學。

給定兩對相應角移量曲柄搖杆機構解析法設計

計算實例

當曲柄順時針轉到外極限位置時，曲柄轉角90o ，搖杆同向轉動24.4o ，曲柄繼續轉動

85o 時，搖杆又擺動到起始的位置，固定杆長為250mm，試設計要求的曲柄搖杆機構. 分析如下：

由題意知，j   = 90o ，j   = 85o ，;  = 24.4o ， d = 250mm，

對應不同的β值,得到不同的結果，計算結果如表 1 所示。

表 1 解析法計算的結果

Tab.1 The outcome of using analytical method

給定兩對相應位移量曲柄搖杆機構圖解法驗證

圖解法步驟如下 ：

作線段 AD ，表示固定杆長度求中心曲線

2 2 2得到兩直線的交點O ，以O 為圓心，以OA 為半徑作圓弧C0 。

求鉸銷 C 的外極限位置 C0 ：在圓弧的適當位置取一點作為 c0 點。連接點C0 A，C0 D ， AC0 = a + b, C0 D 為杆的外極限位置。

求各杆的長：作 AL 線，使ÐLAD =得 AL 的延長線與 DK 線的交點 R ，再畫線，使ÐNRC 0 = ÐARD 得與 AC0 兩線的交點 B0 。 AB0 = a, B0C0 = b 。C0 D = c