孔雀开屏机构机械结构之四杆机构设计李莎LISha(长江职业学院，武汉430074)(Chang激angVocationalCollege,Wuhan430074,China)摘要：“孔雀开屏”机构是由电机骊.动，链传动带动齿轮运动，齿轮运动带动四杆机构运动，四杆带动叶片，最后达到开屏的效果。其关键技术为四杆机构带动叶片开、收屏。本文介绍了四杆机构的设计方案与具体实施方法。Abstract:The"peacock"agencyisdrivenbyamotor,chaindrivenanddrivesgearmovement,gearmovementdrivesfour-baragencymovement,four-bardrivesblade,andfinallyreachedthepeacockeffect.Thekeytechnologyisfour-baragencydrivesbladeopen,closed.Thispaperdescribesthedesignofthefour-barmechanismandspecificimplementationmethods.关键词：四杆机构；极位夹角；传动角Keywords:four-baragency；extremepositionangle；transmissionangle：TH112文献标识码:A：1006-4311(2014)14-0046-021孔雀开屏机构总体结构设计1.1方案分析1.1.1设计方案该机构为孔雀开屏机构，现在市面上还没有运用机械原理来完成孔雀开屏的机构。开屏方案设想如下：方案一：通过扇形内齿轮传动实现开屏；方案二：通过齿轮齿条机构实现开屏；方案三：用四杆机构实现开屏。经过反复比较、衡量，最终选择了方案三，即通过四杆机构的运动来实现开屏。四杆机构的运行由齿轮传动来带动，再用链传动带动齿轮。因为要求开屏的速度很低，所以可在电机和链传动的中间增加一个减速器，达到部分减速效果，另一部分减速量通过变频来控制。1.1.2难点和关键①因尾部孔雀收屏时尺寸限制，单片扇叶宽度及厚度尺寸不可过大。②收屏后传动机构要隐藏于壳体之内，开屏张角要大，这就限制了四杆机构的起点与终点位置。③开屏与收屏的速度要保持基木一致，四杆机构的极位夹角就需要尽可能地小。④因同时要避开四杆的死点位，且没有现成的公式可套用，所以四杆机构的设计就成了本次设计的最难点。⑤由于壳体尺寸的限制，左右两边扇叶运动的反向问题由惰轮来解决，同时轴上的非标链轮设计就变得很重要，这也是本次设计的难点之一。1.13主要方法首先制订出了大致的外形结构和尺寸。利用电机连接减速器带动链传动［1］,再带动齿轮传动［2］,齿轮带动四杆机构，四杆机构随之带动了叶片，从而实现孔雀开屏。针对这个孔雀开屏机构，大量查阅图书馆文献及资料和网上资料，先进行理论分析和计算，再进行重点校核；充分利用应用软件AutoCAD.Pro/E和机械设计手册（软件版）进行辅助设计。1.2总体设计首先根据设想产品完成各部件的大体尺寸及位置。其次初步估算功率和转矩，初选电机。利用估算的功率和转矩来设计计算齿轮和链传动。再来计算轴和轴承，再进行重点校核。2四杆机构设计平面连杆机构是由若干构件通过低副联接而成的平面机构，也称为平面低副机构，而平面四杆机构是平面连杆机构中最常见的形式，也是多杆机构的基础。其主要优点是：①由于运动副是低副，面接触，传力时压强小，磨损较轻，承载能力较高；②构件的形状简单，易于加工，构件之间的接触由构件本身的几何约束来保持，故工作可靠；③可实现多种运动形式及其转换，满足多种运动规律的要求；④利用平面连杆机构中的连杆可满足多种运动轨迹的要求。四杆机构能够简便地实现给定的运动规律或运动轨迹再现，完成预定的运动要求。2.1四杆尺寸的确定四杆的尺寸在设计时对四杆的极位夹角［3］、摆角⑷的大小，摇杆起始位置的角度都有一定的要求。首先，四杆机构的极位夹角要尽可能的小。为了能够更好的表现出孔雀开屏的特性，也为了机构更加美观，所以设计时摆角的角度要大于90deg;,同时为了能够很好把四杆收拢，要确保摆角起始位置的角度小于10deg；o综合以上各种条件，进过了反复的计算及仿真试验，四杆的尺寸分别确定如下80、100>481>500o2.2极位夹角的确定%极位夹角theta;：theta;=ang;C2AD-ang;ClAD(1)=ARCCOS(AD2+AC22-C1D2/2*AD*AC2)-ARCCOS(AD2+AC12-C1D2/2*AD*AC1)=ARCCOS(5612+5002-1002/2*561*500)-ARCCOS(5002+4012-1002/2*500*401)=8.58deg;-1.81deg;=6.77deg;为了表明急回运动的急回程度，可用行程速比系数或行程速度变化系数K来...