Подробное решение для определения основного типа шарнирного механизма с четырьмя барами с использованием шарнирного F

Расширяя анализ взаимосвязи между относительным движением и относительным размером и положением соединительных стержней в кинематической цепи с четырьмя полосами, мы можем дополнительно изучить различные сценарии для привлечения убедительных наблюдений. Рассматривая относительный размер и положение каждого стержня, мы можем определить решения для различных основных типов механизмов в предполагаемой структуре.

Отношение относительного размера можно разделить на три случая. В первом случае, когда «объявление < bc" and a and b are adjacent bars, we can take the shortest bar (a) as the reference member and analyze its relative motion with the two adjacent bars. Since "a < b" and "c < d", we can conclude that rod a can be straightened and collinear with the two adjacent rods. In other words, a can overlap and be aligned with the neighboring rods.

Чтобы установить это условие перекрытия, должно содержаться следующее неравенство: «D + C> B + A». Это подразумевает, что «d> c + a», что согласуется с данными условиями. Кроме того, можно доказать, что A также может быть перекрыт и коллинеарный с противоположным соседним стержнем (C), используя аналогичные рассуждения. Следовательно, противоположный полюс (B или C) кратчайшего стержня (A) может качаться только относительно двух соседних полюсов под углом менее 180 °. Это означает, что угол качания ограничен менее чем 180 °, но превышает 50 ° (согласно условию).

Во втором случае, когда A и B являются противоположными полюсами, может быть применен тот же метод, что и первый случай, чтобы продемонстрировать, что самый короткий столб (A) все еще может вращаться относительно двух смежных столбцов. Поэтому мы можем опустить обсуждение этого сценария.

В третьем случае мы рассмотрим относительное движение между самым длинным баром (D) и двумя соседними стержнями. Из известных условий мы можем вывести, что «d> b + ac» и «d> e + ab». Это подразумевает, что стержень D не может быть выпрямлен и коллинеарный с двумя соседними стержнями. Кроме того, если бы D может быть перекрыт и коллинеарный с соседними стержнями, у нас было бы «d + c> b + a» и «d + a> b + c» (противореча данным условиям). Поэтому мы заключаем, что стержень D не может перекрываться и быть коллинеарным с соседними стержнями. В этом сценарии оба угла качания ограничены менее чем 180 °.

Сочетая выводы из первого, второго и третьего случаев, мы можем обобщить это при условии «AD < bc", regardless of the various positions, the shortest bar (a) and the second adjacent bar (b) can rotate relative to each other for a whole circle. However, the opposite pole (b or c) and the two adjacent poles of the shortest bar can only swing relative to each other, with the relative swing angle being less than 180°.

Уточнив относительное движение между двумя шарнирными стержнями в этом типе четырехбарной кинематической цепи, мы можем легко определить тип механизма, выбрав любой стержень в качестве системы отсчета. Например, если в качестве рамы используется самый короткий стержень (а) с соседней стороной, получается механизм с коленчатым роккером. С другой стороны, если в качестве рамы используется противоположная сторона самого короткого стержня, получается механизм двойного рокера. Важно отметить, что в последнем случае рокер не может качаться в положении коллинеарного со стойкой или линией удлинителя стойки, а угол качания должен составлять менее 180 °.

В заключение, посредством анализа взаимосвязи между относительным движением, относительным размером и относительным положением соединительных шатунов в шарнирной четырехэтажной кинематической цепи, мы можем определить тип механизма и его ограничения. Понимая эти принципы, инженеры и дизайнеры могут разрабатывать и оптимизировать различные типы механизмов для конкретных применений.