运动链连杆类配件的设计与优化建议

将机构转化为一般化运动链后，可以得到一个或几个运动链，每一个运动链中包含不同数量的运动副和杆，这些运动链的总和称为连杆类配。运动链中的连杆类配可以表示为

LA（L₂／L₃／L₄／L₅／…／L_n）

式中，L₂、L₃、…、L_n分别表示具有2个运动副、3个运动副、…、n个运动副的连杆数量。

连杆类配可分为以下两种：

（1）自身连杆类配 指原始机构的一般化运动链（简称原始运动链）的连杆类配。

（2）相关连杆类配 按运动链自由度不变的原则，由原始运动链推出与其有相同连杆数和运动副数的连杆类配，据此原理，可以给出相关连杆类配应满足的两个方程式：

L₂+L₃+L₄+L₅+…+L_n=N（连杆数量不变）

2L₂+3L₃+4L₄+5L₅+…+nL_n=2J（运动副数量不变）

式中，N为连杆中连杆总数；J为运动链中的运动副总数。

下面以六杆机构为例进行运动链连杆类配。

设：自由度F=1，杆件数N=6，运动副数J=7，假设没有复合铰链，则(www.xing528.com)

3（N-1）-2J=F=1

设具有n个运动副的杆件数量为L_n，则

L₂+L₃+L₄+L₅+…+L_n+…=N=6

2L₂+3L₃+4L₄+5L₅+…+nL_n+…=2J=14

分析表明，如果取其中一个杆件的运动副数量≥5，即使其余杆件的运动副数量均为最小（=2），也会使总运动副数量大于14，与假设出现矛盾，所以只可能有一两种可能的解答：

以上两种类配方案可以表示为LA=（5／0／1）和LA=（4／2）。由LA=（5／0／1）组成的运动链如图3-84所示，其左面3个杆没有相对运动，而形成一个桁架结构。因此，这一运动链实际上退化为一个自由度的机构，不再是六杆机构，应该予以剔除。所以六杆机构的解答只有一种方案，即LA=（4／2）。

图3-84 LA=（5／0／1）组成的运动链