上悬钢天窗启闭机构.doc

机电工程学院学院

机构分析与综合

学 号：S310070053

专 业：机械制造及其自动化

学生姓名：裴自力

任课教师：孔凡凯 教授

2011年4月
工业厂房上悬钢天窗启闭机构
裴自力

0 引言
在现代工业厂房的设计中，为提高厂房的通风换气能力，均要设置上悬式钢天窗。上悬式钢天窗位于厂房的顶部．距地面较高，因此，电动启闭机构是上悬式钢天窗设计的难点。在某些开窗机中，采用的是平面五杆机构，通过采用大销孔和增加销钉长度的方法，使其可以实现一定的空间运动。但是，由于采用平面机构来实现空间运动，所以经常发生卡死现象，并且构件运动范围受到限制，天窗启闭角度较小．一般≤45°。为此，这里提出了采用RSSP(R一转动副，S一球面副，P一移动副)空间机构实现上悬式钢天窗启闭的方案-并进行了机构综合。

图1是RSSP机构的机构示意图。图中：AB为上悬钢天窗，滑块D为主动件，BC为连杆。
1 RSSP机构的可动性
由空间机构的自由度计算公式：

式中：λ=6，=1，=0，=1+3+3+1=8；
所以：=1
该式说明主动滑块的移动可导致天窗AB的确定运动。
2 RSSP机构的综合
2.1设计参数
A点坐标为：｛A｝==｛0, 0, ｝
B点坐标为：｛B｝==｛-sin, 0, -cos｝
C点坐标为：｛C｝==
天窗运动平面位于xoz坐标系，滑块移动平面位于平行xoy坐标系中．且移动方向平行y轴。天窗关闭状态时。AB重合于z轴。
= ={900，1200，1500}
的三种规格取决于钢窗尺寸。
滑块D的导路尺寸受安装尺寸限制．也受传动器尺寸限制。
可以假设：200≤xc≤500；一200≤zc≤200。
2.2 RSSP机构结构综台
BC杆的定杆长约束方程为：
（ j=1，2，3 ……）
其分量方程为：

进一步整理后，可有下式：

设：
代入上式方程后得：
（ j=1，2，3 ……）

根据工程需要，选择。
上式方程写成矩阵形式：

利用LU分解解上式方程组．可求得，继而可求得：

3 一种实际综合结果
根据天窗的尺寸规格及通风换气要求，给定，且最大开启角≥60°，最小传动角γ≥30°，利用上述方法进行综合，可得到如下结论：
=1157，=580，=550，S=1000。
同时满足：=30°时，s=740。
此时最大开启角=60.4°，最小传动角γ=30.1°
上述结果既可满足启闭角度及运动位置要求，又满足动力要求，完全可以实现预期的运动。由此可见：新式上悬钢天窗启闭机构采用RSSP机构不仅能保证其确定的运动。而且天窗开启角度大，通风换气能力高．综合性能优于采用平面五杆机构的天窗启闭机构。
3