五点斜排肘式锁模机构力放大比的计算方法与流程

1.本发明涉及五点斜排肘式锁模机构力放大比的计算领域，具体而言，涉及一种五点斜排肘式锁模机构力放大比的计算方法。


背景技术：

2.目前，五点斜排肘杆式锁模机构是共用一连架杆的两偏置摇杆滑块机构的串联机构,其力放大比是选用锁模驱动元器件的关键参数，边界润滑条件下的计算方法是：以二力杆构件(前连杆l2及小连杆l4)研究对象，铰点受力简化成两相互垂直且作用力线通过转动中心的力，其中一力的作用线在二力构件两铰点的连线上，它的f倍是另一个力的大小，f为摩擦系数。忽略铰点摩擦转矩的影响，建立平衡方程求得力放大比公式，是关于杆长及杆平面位置角的关系式。
3.然而，忽略铰点摩擦转矩的影响，这显然不符合实际，结果会有很大偏差。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种五点斜排肘式锁模机构力放大比的计算方法，以解决现有技术中的五点斜排肘式锁模机构力放大比的计算偏差较大的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种五点斜排肘式锁模机构的力放大比的计算方法，五点斜排肘式锁模机构包括两个二力构件，两个二力构件分别为第一连杆和第二连杆，五点斜排肘式锁模机构的力放大比的计算方法包括：对第一连杆和第二连杆分别进行受力分析；求解第一连杆受到的第一作用力的作用线rb、第二连杆受到的第二作用力的作用线rd以及第三作用力的作用线ro；根据第一作用力的作用线rb、第二连杆受到的第二作用力的作用线rd以及第三作用力的作用线ro围成的力的三角形，确定第一作用力的作用线rb和第二作用力的作用线rd的长度比值。
6.进一步地，求解第一连杆受到的第一作用力的作用线rb的方法包括：根据力的作用线与摩擦圆相切的特性，获取第一作用力的作用线rb的斜率。
7.进一步地，求解第一连杆受到的第一作用力的作用线rb的方法还包括：获取第一连杆的中点坐标，根据第一连杆的中点坐标和第一作用力的作用线rb的斜率得到第一作用力的作用线rb所在的直线方程。
8.进一步地，求解第二连杆受到的作用力的作用线rd的方法包括：根据力的作用线与摩擦圆相切的特性，获取第二作用力的作用线rd的斜率。
9.进一步地，求解第二连杆受到的作用力的作用线rd的方法还包括：获取第二连杆的中点坐标，根据第二连杆的中点坐标和第二作用力的作用线rd的斜率得到第二作用力的作用线rd所在的直线方程。
10.进一步地，确定第三作用力的作用线ro的方法包括：根据第三作用力的作用线与o点处的摩擦圆相切的特性，获取第三作用力的作用线ro的斜率。
11.进一步地，确定第三作用力的作用线ro的方法还包括：求解第一作用力的作用线
rb所在的直线与第二作用力的作用线rd所在的直线的交点e的坐标；根据交点e的坐标和第三作用力的作用线ro的斜率求解第三作用力的作用线ro所在的直线方程。
12.进一步地，确定第一作用力的作用线rb和第二作用力的作用线rd的长度比值的方法包括：根据三角形正弦定理，获取第一作用力的作用线rb和第二作用力的作用线rd的比值。
13.进一步地，在获取第一作用力的作用线rb和第二作用力的作用线rd的比值之后，五点斜排肘式锁模机构的力放大比的计算方法还包括：根据第一作用力的作用线rb和第二作用力的作用线rd的比值，求解第一作用力的作用线rb在水平方向上的投影与第二作用力的作用线rd在水平方向上的投影的比值，第一作用力的作用线rb在水平方向上的投影与第二作用力的作用线rd在水平方向上的投影的比值即为五点斜排肘式锁模机构的力放大比。
14.进一步地，求解所述第一作用力的作用线rb在水平方向上的投影与所述第二作用力的作用线rd在水平方向上的投影的比值以得到力放大比m的公式为：
[0015][0016]
应用本发明的技术方案，通过对两个二力构件进行受力分析，并通过rb、rd和ro形成的力的三角形进行求解，能够便于准确得到rb在水平方向上的投影和rd在水平方向上的投影的比值，从而得到力放大比。上述方法求解简单，且准确性高。
附图说明
[0017]
构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0018]
图1示出了根据本发明的实施例提供的五点斜排肘式锁模机构的长度以及位移参数说明图；
[0019]
图2示出了根据本发明的实施例提供的五点斜排肘式锁模机构的角度参数说明图；
[0020]
图3示出了根据本发明的实施例提供的五点斜排肘式锁模机构的两个二力构件的力作用说明图；
[0021]
图4示出了根据本发明的实施例提供的五点斜排肘式锁模机构的结构示意图(附图中的单个箭头表示伸长方向)。
[0022]
附图说明：
[0023]
10、调模板；20、十字头；30、导向柱；40、第一连杆；50、第二连杆。
具体实施方式
[0024]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0025]
如图1至图4所示(图1、图2和图3中的坐标系的选取方式一致)，本发明的实施例提供了一种五点斜排肘式锁模机构的力放大比的计算方法，五点斜排肘式锁模机构包括两个二力构件，两个二力构件分别为第一连杆40和第二连杆50，五点斜排肘式锁模机构的力放大比的计算方法包括：对第一连杆40和第二连杆50分别进行受力分析；求解第一连杆40受
到的第一作用力的作用线rb、第二连杆50受到的第二作用力的作用线rd以及第三作用力的作用线ro；根据第一作用力的作用线rb、第二连杆50受到的第二作用力的作用线rd以及第三作用力的作用线ro围成的力的三角形，确定五点斜排肘式锁模机构的力放大比。需要说明的是，第三作用力为o处销轴给三角形oac连杆的作用力。具体地，本实施例中的五点斜排肘式锁模机构的结构示意图如图4中所示，五点斜排肘式锁模机构包括调模板10、十字头20、导向柱30、第一连杆40和第二连杆50，十字头20为滑块结构。
[0026]
采用本实施例提供的五点斜排肘式锁模机构力放大比的计算方法，通过rb、rd和ro形成的力的三角形，一次性实现了锁模驱动元器件的准确选型，根据第一作用力的作用线rb和第二作用力的作用线rd的长度比值能够便于准确求得力放大比，有利于在注射压缩工艺中实现合模力的精确控制。
[0027]
在本实施例中，十字头20在驱动力po的作用下右移，至连杆oa(连杆oa即为第一连杆40)与连杆ab(连杆ab即为第二连杆50)成为一条直线时结束，在此过程使导柱产生伸长，导柱的形变力即是锁模力pm。rb在水平方向上的投影大小等于pm，rd在水平方向上的投影大小等于po，所以，rb在水平方向上的投影与rd在水平方向上的投影的比值是为力放大比。
[0028]
具体地，求解第一连杆40受到的第一作用力的作用线rb的方法包括：根据力的作用线与摩擦圆相切的特性，获取第一作用力的作用线rb的斜率。采用这样的方法，在对第一连杆40进行受力分析时，将摩擦力考虑在其中，提高了受力分析的准确性，也进一步提高了求解的准确性。
[0029]
具体地，通过公式确定摩擦圆，r是摩擦圆半径，d是销轴直径，μ是摩擦系数。
[0030]
在本实施例中，求解第一连杆40受到的第一作用力的作用线rb的方法还包括：获取第一连杆40的中点坐标，根据第一连杆40的中点坐标和第一作用力的作用线rb的斜率得到第一作用力的作用线rb所在的直线方程。采用这样的方法，由于rb经过第一连杆40的中点位置处，这样能够便于准确求出rb所在的直线方程。
[0031]
具体地，求解第二连杆50受到的作用力的作用线rd的方法包括：根据力的作用线与摩擦圆相切的特性，获取第二作用力的作用线rd的斜率。采用这样的方法，在对第二连杆50进行受力分析时，将摩擦力考虑在其中，提高了受力分析的准确性，也更好地提高了求解的准确性。
[0032]
在本实施例中，求解第二连杆50受到的作用力的作用线rd的方法还包括：获取第二连杆50的中点坐标，根据第二连杆50的中点坐标和第二作用力的作用线rd的斜率得到第二作用力的作用线rd所在的直线方程。采用这样的方法，由于rd经过第二连杆50的中点位置处，提高了对第二连杆50的受力分析的准确性，也进一步提高了求解的准确性。
[0033]
具体地，确定第三作用力的作用线ro的方法包括：根据第三作用力的作用线与o点处的摩擦圆相切的特性，获取第三作用力的作用线ro的斜率。采用这样的方法，在受力分析时将摩擦力考虑在内，提高了受力分析的准确性，也更好地提高了力放大比的求解准确性。由于作用线ro与o点处的摩擦圆相切，根据圆外一点切线斜率球阀求得ro的作用线的倾角h。
[0034]
在本实施例中，确定第三作用力的作用线ro的方法还包括：求解第一作用力的作
用线rb所在的直线与第二作用力的作用线rd所在的直线的交点e的坐标；根据交点e的坐标和第三作用力的作用线ro的斜率求解第三作用力的作用线ro所在的直线方程。
[0035]
具体地，确定第一作用力的作用线rb和第二作用力的作用线rd的长度比值的方法包括：根据三角形正弦定理，获取第一作用力的作用线rb和第二作用力的作用线rd的比值。采用这样的方法，三角形正弦定理中边长与对应角的正弦比值相等，得到rb与rd的长度比值，方法简单，便于求解。
[0036]
在获取第一作用力的作用线rb和第二作用力的作用线rd的比值之后，五点斜排肘式锁模机构的力放大比的计算方法还包括：根据第一作用力的作用线rb和第二作用力的作用线rd的比值，求解第一作用力的作用线rb在水平方向上的投影与第二作用力的作用线rd在水平方向上的投影的比值，第一作用力的作用线rb在水平方向上的投影与第二作用力的作用线rd在水平方向上的投影的比值即为五点斜排肘式锁模机构的力放大比。上述方法求解简单，便于计算，准确性高。
[0037]
进一步地，求解所述第一作用力的作用线rb在水平方向上的投影与所述第二作用力的作用线rd在水平方向上的投影的比值以得到力放大比m的公式为：
[0038][0039]
具体求解方法如下：见图1、图2和图3，把直角坐标原点固定在o点，以d点处于第一象限的力放大比求解来说明，因为此时的力放大比更具有实际意义。
[0040]
1)求解l4及l2的中点坐标；
[0041]
2)求rb及rd所在直线的斜率；
[0042]
3)用方程表示rb及rd所在的直线；
[0043]
4)求解上述方程的交点e；e点也是ro力作用线上的点；
[0044]
5)求出ro的力作用线；
[0045]
6)求出ro与rd的夹角、ro与rb的夹角；
[0046]
7)用三角形正弦定理求得rb与rd大小比值，进而求得rb与rd在水平方向投影大小的比值，即力放大比。
[0047]
此方法得出的力放大比是关于转轴直径、杆长及杆平面位置角的关系式。
[0048][0049][0050]
由sg求sm：
[0051][0052]
[0053][0054]
sm＝l1*cos(a+c)+l2*cos(a1)；
[0055]
由sm求sg：
[0056][0057][0058]
sg＝l5*cos(a+c+w)-l4*cos(b)；
[0059][0060][0061][0062][0063]
点d(sg,h2)，点c(l5*cos(a+c+w),l5*sin(a+c+w))，l4中点((l5*cos(a+c+w)+sg)/2,(l5*sin(a+c+w)+h2)/2)，那么，rd所在直线方程是：
[0064][0065]
点b(sm,h1)，点a(l1*cos(a+c),l1*sin(a+c))，l2中点((l1*cos(a+c)+sm)/2，(l1*sin(a+c+w)+h1)/2)，那么，rb所在直线方程是：
[0066]
[0067]
交点e坐标为：
[0068]
x＝(h2-h1-l1*sin(a+c)+sg*tg(b
‑△
b)+l5*sin(a+c+w)+sm*tg(a1
‑△
e)+l1*cos(a+c)*tg(a1
‑△
e)+l5*tg(b
‑△
b)*cos(a+c+w))/(2*(tg(b
‑△
b)+tg(a1
‑△
e)))
[0069]
y＝(h1*tg(b
‑△
b)+h2*tg(a1
‑△
e)+sg*tg(b
‑△
b)*tg(a1
‑△
e)-sm*tg(b
‑△
b)*tg(a1
‑△
e)+l5*sin(a+c+w)*tg(a1
‑△
e)+l1*sin(a+c)*tg(b
‑△
b)-l1*cos(a+c)*tg(b
‑△
b)*tg(a1
‑△
e)+l5*tg(b
‑△
b)*cos(a+c+w)*tg(a1
‑△
e))/(2*(tg(b
‑△
b)+tg(a1
‑△
e)))；
[0070][0071]
j＝-a1+
△
e+h；
[0072]
n＝h+(b
‑△
b)；
[0073]
由三角形正弦定理得：
[0074][0075]
因此，力放大比为：
[0076][0077]
a为合模过程中l1与其合模结束时位置的夹角；
[0078]
a1为合摸过程中l2与水平线的夹角；
[0079]
b为l4与水平线的夹角；
[0080]
c为合模结束时l1与水平线的夹角；
[0081]
w为l1与l5的夹角；
[0082]
h1调模板10铰耳中心与动模板铰耳中心的垂直距离；
[0083]
h2为十字头20铰耳中心与调模板10铰耳中心的垂直距离；
[0084]
sg十字头20铰耳中心相对调模板10铰耳中心的水平位移；
[0085]
sm为动模板相对调模板10铰耳中心的水平位移；
[0086]
d1为a、b、o销轴直径；
[0087]
d2为c、d销轴直径；
[0088]
r1为l1及l2铰点动摩擦圆半径；
[0089]
r2为l4铰点动摩擦圆半径；
[0090]
u为回转副摩擦系数；
[0091]
h为o点力作用线与水平方向夹角；
[0092]
j为o点力作用线与b点力作用线夹角；
[0093]
n为o点力作用线与d点力作用线夹角。
[0094]
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：一次性实现锁模驱动元器件的准确选型；有利于在注射压缩工艺中实现合模力的精确控制。
[0095]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0096]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0097]
在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0098]
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0099]
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0100]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。