引言

曲柄摇杆机构具有较高的承载能力，耐磨损、寿命长及制造方便等特点，所以，它在裹包机中普遍应用。该机构的设计十分复杂，它的设计好坏对整个裹包机影响很大。国内外许多学者对曲柄摇杆机构的设计作了大量工作，取得了很多成果，储宁启[1]等采用图解法进行设计， 但步骤较多且逻辑性差，不便于设计人员理解和掌握。熊滨生[2]采用数学的设计方法进行设计，计算过程很复杂，很难操作，且针对性不强，MING LUN[3]对曲柄摇杆机构进行了解析法动力学设计，得到了对运动要求很复杂时的简便算法。给定外极限位置设计四杆机构是包装机械中较常见的情况。本文基于在外极限给定两对相应位移量情况下，试图针对上述问题进行解析法设计。

给定两对相应角移量曲柄摇杆机构问题的描述

如图 1 所示的曲柄摇杆机构，取 AB0C0 为外极限位置。现给定曲柄与摇杆在外极限位置前后的两对相应角移量为ÐB1 AC0 (j1 ) - ÐC1 DC 0 (; 1 ) , ÐB1 AC0 (j2 ) - ÐC1 DC 0 (; 2 )

; 1  =; 2   = ; 。j1  -;1 对应曲柄与摇杆转向相同时的一对角移量， j2  -; 2 对应曲柄与摇

杆转向相反时的另一对角移量，按给定在外极限位置前后的这两对相应角移量，试设计满足要求曲柄摇杆机构 。

基金项目：国家“十一五”重大科技支撑项目，多功能农业装备与设施研制项目资助，生物质集储和加工利用技术装备研究与开发课题资助，编号：2006BAD11A11作者简介：高德，男，1963—，教授，主要研究方向：包装机械设计及动力学。

给定两对相应角移量曲柄摇杆机构解析法设计

计算实例

当曲柄顺时针转到外极限位置时，曲柄转角90o ，摇杆同向转动24.4o ，曲柄继续转动

85o 时，摇杆又摆动到起始的位置，固定杆长为250mm，试设计要求的曲柄摇杆机构. 分析如下：

由题意知，j   = 90o ，j   = 85o ，;  = 24.4o ， d = 250mm，

对应不同的β值,得到不同的结果，计算结果如表 1 所示。

表 1 解析法计算的结果

Tab.1 The outcome of using analytical method

给定两对相应位移量曲柄摇杆机构图解法验证

图解法步骤如下 ：

作线段 AD ，表示固定杆长度求中心曲线

2 2 2得到两直线的交点O ，以O 为圆心，以OA 为半径作圆弧C0 。

求铰销 C 的外极限位置 C0 ：在圆弧的适当位置取一点作为 c0 点。连接点C0 A，C0 D ， AC0 = a + b, C0 D 为杆的外极限位置。

求各杆的长：作 AL 线，使ÐLAD =得 AL 的延长线与 DK 线的交点 R ，再画线，使ÐNRC 0 = ÐARD 得与 AC0 两线的交点 B0 。 AB0 = a, B0C0 = b 。C0 D = c