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第卷第期机械研究与应用
年月.
偏置式曲柄滑块机构的优化设计及运动分析
刘菊蓉,王旭飞
新疆大学机械工程学院,新疆乌鲁木齐
摘要;用图解法设计偏置式曲柄滑块机构,其设计精度、设计效率和设计质量有待提高。为解决这些问题
, 用设计偏置式
曲柄滑块机构,及其中的模块分析滑块运动,提高了设计的效率和机构精度。
关键词:偏置曲柄滑块机构;优化设计;运动分析;
中图分类:. 文献标识码: 文章编号:———
引言

曲柄滑块机构是机械设计中常用的一种机构。按行程速: 】
比系数设计平面曲柄滑块机构的问题一般归纳为:已知滑根据行程,极位夹角,行程速比系数,最小传动角的定义
块行程日、行程速比系数,通常有辅助条件,如给定偏距可推出以下方程:
或给定曲柄长度,或给定连杆长度,来设计曲柄滑
× 。
块机构即确定未知长度尺寸,最后校验最小传动角
。对该问题的求解,传统采用简单、直观的图解法,但———一
设计精度较低。利用解析法可迅速精确地设计曲
柄滑块机构⋯。、一、
机构运动分析是根据给定的原动件运动规律,求出机构
中其它构件的运动。通过分析可以确定某些构件运动所需的一∞■
空间,校验其运动是否干涉;速度分析可以确定机构从动件的式中: 为行程速比系数;为行程;为极位夹角; 为最小
速度是否合乎要求;速度分析为惯性力计算提供加速度数传动角。
据。运动分析是综合分析和力分析的基础。使用中的. 优化设计结果
,可对动态系统进行建模、分析和仿真。从而在形成利用已知条件在下编制以下程序:
实际系统前,能进行适时的修正,以减少总体设计时间,实现
高效开发的目的。/;
优化设计;
. 设计实例及方程.;
例如:要求设计滑块的行程... ≥;
。的曲柄滑块机构。/一一/
一一/;/一
;一一
一一一;
在窗口中利用函数求解得:
.,...
对设计结构进行验证:可得到.,.,
.。此结果与设计要求完全符合,可见用进
图曲柄滑块机构运动简图
行偏置式曲柄滑块机构的优化设计简单、高效、精确。
运动分析
式中:。为滑块位移;为曲柄长度;为连杆长度;为偏距。
当曲柄以/
根据图建立矢量方程式中符号同图:
滑块机构进行运动分析。由于曲柄的转速很高所以在.
。在下建立模拟仿真框图
速度方程的矩阵形式: 对偏置式曲柄滑块机构进行模拟仿真。可得到滑块随曲柄
【一转动时的位移,速度及加速度图,结果见图、、所示。
滑块的位移图反映了滑块所经历的各个位置,可看出所
加速度方程的矩阵形式: 设计的机构是否与其它机构有干涉。
收稿日期:——
作者简介:刘菊蓉一,女,陕西西安人,助教,硕士,研究方向:机电控制与计算机仿真。
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机械研究与应用第卷第期
. 年月
图滑块位移图图滑块速度图图滑块加速度图
由速度图可看出滑块的机构特性,并验证机构是否符合
参考文献:
要求。加速度图则为以后惯性力的分析奠定了基础。
:清华大学出版社,.
杨正宇,