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四杆机构装配

周老师
四杆机构装配 — 四转动配合闭环
四杆机构装配 — 四转动配合闭环

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机架和连杆的孔距为 100 mm,输入杆和输出杆的孔距为 40 mm。四根杆宽 10 mm、厚 3 mm,轮廓长度为孔距加 10 mm,两端各有一个 Ø4 mm 通孔。装配时固定机架,建立四个转动配合,输入角设为 60°。

本例长度单位为 mm,角度单位为 °。双击案例包总目录中的“案例预览.html”查看各阶段模型,再按下面的步骤在 LunarCAD 中手工建模。随附 JSON 文件是工程备份,目前网页端没有公开的导入入口。

四杆机构的闭环自由度为 1。final.stl 和 final.step 用于查看或使用装配后的模型;source-parts 文件保留四根杆建模时的位置,用于查看零件。

设置连接器时,选择“零部件原点”模式,清除面、边或顶点的引用,轴统一选 Z,关闭翻转。表中的 XYZ 表示连接点相对于每根杆建模原点的位置。面板仍保留几何引用时,XYZ 表示相对该引用的偏移,因此要先清除引用,再输入表中的坐标。

配合:输入转动

  • 实例 A:机架

  • A 连接器 XYZ / mm:(0,0,3)

  • 实例 B:输入杆

  • B 连接器 XYZ / mm:(0,0,0)

  • 装配后角度:60.000°

配合:连杆转动

  • 实例 A:输入杆

  • A 连接器 XYZ / mm:(40,0,3)

  • 实例 B:连杆

  • B 连接器 XYZ / mm:(0,0,0)

  • 装配后角度:-60.000°

配合:输出转动

  • 实例 A:机架

  • A 连接器 XYZ / mm:(100,0,3)

  • 实例 B:输出杆

  • B 连接器 XYZ / mm:(0,0,0)

  • 装配后角度:60.000°

配合:闭环转动

  • 实例 A:连杆

  • A 连接器 XYZ / mm:(100,0,0)

  • 实例 B:输出杆

  • B 连接器 XYZ / mm:(40,0,3)

  • 装配后角度:60.000°

1. 四根杆毛坯

四杆机构装配 — 四根杆毛坯
四杆机构装配 — 四根杆毛坯

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阶段文件:stage-01.lunarcad.json。

1. 在同一零件空间新建四个 XY 草图,分别绘制四根杆的中心矩形。先点中心,再点角点;用与原点的几何关系和尺寸,将机架、连杆的中心定位到(50,0)mm,将输入杆、输出杆的中心定位到(20,0)mm。

四杆机构装配 — 四根杆毛坯 — 四杆草图定位
四杆机构装配 — 四根杆毛坯 — 四杆草图定位

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2. 按 D,选水平边标注机架和连杆长 110 mm、输入杆和输出杆长 50 mm;再选竖直边,四杆均标注 10 mm。

四杆机构装配 — 四根杆毛坯 — 杆长与杆宽
四杆机构装配 — 四根杆毛坯 — 杆长与杆宽

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3. 各草图拉伸 3 mm,操作选“新建”。在零件列表中,将四个实体依次重命名为“机架”“输入杆”“连杆”“输出杆”,便于通过列表选择重叠的零件。

机架毛坯拉伸距离:3 mm(参数局部):1 特征名称;2 深度
机架毛坯拉伸距离:3 mm(参数局部):1 特征名称;2 深度

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2. 加工两端轴孔

四杆机构装配 — 加工两端轴孔
四杆机构装配 — 加工两端轴孔

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阶段文件:stage-02.lunarcad.json。

1. 为每根杆在相对 XY 平面偏移 3 mm 的平面上新建孔位草图。两处孔心坐标为(0,0)mm 和(孔距,0)mm:机架、连杆的孔距为 100 mm,输入杆、输出杆的孔距为 40 mm。

四杆机构装配 — 加工两端轴孔 — 两端孔位:局部坐标
四杆机构装配 — 加工两端轴孔 — 两端孔位:局部坐标

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2. 执行“孔”,直径设为 4 mm、深度选“贯穿”,目标分别选择对应的杆。

机架两端轴孔:直径 4 mm、贯穿(参数局部):1 孔位置草图;2 孔直径;3 孔终止方式
机架两端轴孔:直径 4 mm、贯穿(参数局部):1 孔位置草图;2 孔直径;3 孔终止方式

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3. 四转动配合闭环

四杆机构装配 — 四转动配合闭环
四杆机构装配 — 四转动配合闭环

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阶段文件:stage-03.lunarcad.json。

1. 点击“新建”→“新建装配体”,切换到新装配标签,点击“插入”;在来源零件列表中按名称选择零件。

四杆机构装配 — 四转动配合闭环 — 插入来源零件
四杆机构装配 — 四转动配合闭环 — 插入来源零件

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2. 先选机架,在右侧视口单击安放;第一组件默认固定。再分别选择输入杆、连杆、输出杆,在视口空白处单击安放,最后点击“结束插入”;检查只有机架固定。

四杆机构装配 — 四转动配合闭环 — 机架固定与实例
四杆机构装配 — 四转动配合闭环 — 机架固定与实例

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3. 依次建立机架↔输入杆、输入杆↔连杆、机架↔输出杆、连杆↔输出杆四个转动配合,可通过实例列表选择重叠组件。

四杆机构装配 — 四转动配合闭环 — 四个转动配合
四杆机构装配 — 四转动配合闭环 — 四个转动配合

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4. 连接点选择“零部件原点”模式,清除已有面、边或顶点的几何引用。按上表输入相对于各杆建模原点的 XYZ 坐标,轴均选 Z,关闭翻转。

四杆机构装配 — 四转动配合闭环 — 连接器局部坐标模式
四杆机构装配 — 四转动配合闭环 — 连接器局部坐标模式

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5. 按上表设置每个配合两端的连接器坐标,输入角设为 60°,确认装配求解。

四杆机构的输入转动角:60°(参数局部):1 转动角度
四杆机构的输入转动角:60°(参数局部):1 转动角度

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案例文件

下载本案例文件包。解压后阅读 README.md,并打开“案例预览.html”查看模型与各阶段。工程备份用于对照建模顺序;请按教程在网页端手工建模。