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2.2.2四连杆机构的几何作图法
四连杆机构设计的几何作图法按如下步骤进行。
1）确定掩护梁上绞点至顶梁面之距和后连杆下绞点至底座底面之距。
一般按同类型支架用类比来确定，关于这两个尺寸的大小对支架受力的影响，后面进行专门研究。
2）掩护梁和后连杆长度的确定
用解析法来确定掩护梁和后连杆的长度，如图2-3所示。
图2-3 掩护梁和后连杆计算图
Fig .2-3 caving lock piece and after rod map
设： G---掩护梁长度（mm）
A— 后连杆长度（mm）L2--e’点垂直线到后连杆下铰点之距，（mm）H1—支架最大计算高度，由下式求得
H1=H大－220－150=3100－220－150=2730（mm）
其中： 220（mm）是后连杆下铰点与底平面之距；
150（mm）是掩护梁上铰点与顶梁上平面之距
H2—支架最小计算高度。由下式求得
H2=H小-220－160=2250－220－150=1880（mm）
其中：P1 —支架最高位置时，掩护梁与顶梁夹角(度)
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支撑掩护式液压支架总体方案及底座设计
P2—支架最低位置时，掩护梁与顶梁夹角(度) Q1 —支架最高位置时，后连杆与底平面夹角（度） Q2—支架最低位置时，后连杆与底平面夹角（度） 从几何关系可以列出如下两式：[1]
G.COSP1-A.COSQ1=L
(2-4)
G.COSP2-A.COSQ2=L
(2-5)
将以上两式联立可得：[1]
Acosp2?cosp1? (2-6) GcosQ2?cosQ1说明：
支架计算高度为支架高度减去掩护梁上绞点至顶梁顶面之距和后连杆下绞点至底座底面之距。
按四连杆机构的几何特征要求，选定P1,Q1,P2,Q2代入（2-6）式，可以求得A/G的比值，由于支架型式不同，一般A/G的比值按以下范围来取。 对于支撑掩护式支支架，A/G值应满足如下范围：[1]
A/G=0.61～0.82
支架在最高位置时有：
H1?GsinP1?AsinQ1 （2-7）
因此掩护梁长度为：
G?H1 （2-8）
sinp1?(A/G).sinQ1后连杆长度为：
A=G(A/G) （2-9）
根据A/G的比值和（2-7）式可以求得掩护梁的长度G和后连杆长度A，经过取整后，再重新算出P1,Q1,P2,Q2的角度，这几个参数就确定了。具体结果见表2—1
2.2.3几何作图法作图过程
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用几何作图法确定四连杆机构的各部尺寸，具体作法如图2-4所示。 具体作图步骤如下：
1)确定后连杆下铰点O点的位置，使它比底座面略高200～250mm（或类比同类型支架确定）
2)过O点作与底座面平行的水平线H—H线。 3)过O点作与H—H线的夹角为Q1的斜线。
4)在此斜线截取线段oa，oa长度等于A,a点为支架在最高位置时后连杆与掩护梁的铰点。
5)过a点作与H—H线有交角P1的斜线，以a点为圆心，以G点为半径作弧交些斜线一点e′此点为掩护梁与顶梁的铰点。
6)过e′点作H—H线的平行线，则HH线与F—F线的距离为H1，为液压支架的最高位置时的计算高度。
7)以a点为圆心，以（0.22～0.3）G长度为半径作弧，在掩护梁上交一点b,为前连杆上铰点的位置。
8)过O点作与H—H线夹角为Q2的斜线。
9)在此斜线上截取线段oa〞. oa〞的长度等于A，a〞点为支架降到最低位置时，掩护梁与后连杆的铰点。
10)过a〞点作与H—H线有交角P2的斜线，以a〞点为圆心，以G为半径作弧交些斜线一点e〞，此点为支架在最低位置时，顶梁与掩护梁的铰点。
11)以a〞为圆心以（0.22～0.3）G长度为半径作弧，在掩护梁上交一点b〞，为支架在最低位置时前连杆上铰点的位置。
12)取ee〞线之间一点e〞为液压支架降到此高度时掩护梁与顶梁铰点。 13)以O为圆心，oa为半径圆弧。
14)以e〞点为圆心，掩护梁长aeˊ为半径作弧，交前圆弧上一点aˊ，以点为液压支架降到中间某一位置时，掩护梁与后连杆的铰点。
15)以eaˊ连线，并以aˊ点为圆心，ab长为半径作弧，交ae〞上一点bˊ点。则b， bˊ,b〞三点为液压支架在三个位置时 ，前连杆上铰点。
16)由b， bˊ,b〞三点确定的圆心C，为前连杆下铰点位置。
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支撑掩护式液压支架总体方案及底座设计
17)过C点H－H线作垂线，交点d，则线段oa,ab,bc,cd,和do为液压支架四连杆机构。
18)按以上初步求出的四连杆机构的几何尺寸，再用几何作图法画出液压支架掩护梁与顶梁铰点eˊ的运动轨迹，只要逐步变化四连杆机构的几何尺寸，便可以画出不同的曲线，再按四连杆机构的几何特征进行校核，最终选出较优的四连杆机构尺寸。
图2-4 液压支架四连杆机构的几何作图法 Fig .2-4 hydropost fore rod is geometry map method
按以上作图步骤，作四组不同的连杆机构几何分析图分别求出相关的参数和尺寸。在设计实践中，可以把硬纸按1：10或1;5的比例剪成掩护梁和前、后连杆三个板块，再根据前连杆下铰点C点的位置，前、后连杆长度，曲线最大宽度，曲线的形状以及θ角的要求，不断调整三个板快的位置，一直找到合适的几何尺寸为止。下面是四组四连杆机构的尺寸图（2-5a、b、c、d）以及各个尺寸及参数（见表2-1所示）。
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