曲柄滑块机构设计.docx

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1、曲柄滑块机构设计(1)曲柄滑块的组成基本构成有机架、曲翅、连柱、滑块。举例：内燃机中的机玄为机架、曲轴为曲柄、连杆为连杆，活塞为滑块。(2)曲柄滑块的运动规律曲柄滑块机构是一种常用的机械结构，它将曲柄的转动转化为滑块在直线上的往复运动，是压气机、冲床、活塞式水泵等机械的主机构。记曲柄OQ的长为r,连杆QP的长为1,当曲柄绕固定点O以角速度旋转时，由连杆带动滑块P在水平槽内作往复直线运动。假设初始时刻曲柄的端点Q位于水平线段OP上，曲柄从初始位置起转动的角度为,连杆QP与OP的锐夹角为供称为摆角)。下图是偏心曲柄滑块机构示意图，这个机构的特点是:滑块的运动轨迹仍然在原来的平面上,且与轴线3平行,

2、但运动轨迹与外有距离e(称为偏心距)。这样进程时间将与退程时间不同。设连杆QP长度为I=300(wn),曲柄OQ的长为r=100伽附,距离e=20(wn),曲柄的角速度g=240(rmin),对，在一个周期即0,2划中计算滑块的位移、行程、速度、加速度和摆角及其最值。问题分析：由于P点始终在直线y=e上,所以我们只需要考虑滑块在X方向上的位移,不需要再考虑在y轴上的位移。以。点为坐标原点，以轴方向为正方向,P点坐标为(x,e),P点的位移为X,利用三角关系,得到:X=MNMSSP=IMQkOS+P2-S2+IMOICOS将数据代入后有：X=(r)cos6+J/?(r)2sin+cos(1)si

3、nVsinsin由于。=&,假设滑块的角速度为环则G=半；dt从而有丝=生飒=dtddtd(3)曲柄滑块机构的的特性分析在生产加工中，我们常利用曲柄摇杆来满足一些运动规律和运动轨迹的设计要求，但实际设计中却存在着很多困难，我们一般只能做到近似地满足。正因为这样，如何根据设计要求找到最优化的设计方案,一直都是曲柄摇杆机构研究的一个重要课题曲柄滑块机构在工作时具有以下这些传动特性：(1)曲柄滑块机构一般均为低副，两运动副之间是面接触，所受压强较小，因此能承受比较大的载荷：并且面接触有利于润滑，可以减少磨损；另外，简单的几何形状，加工制造比较方便(2)在曲柄滑块机构中，连杆上的各点轨迹都不相同，它的

4、轨迹还随各构件之间的长度关系的改变而改变，故可以得到形式多样的轨迹曲线，我们可以利用这些不同形状的轨迹曲线满足不同的设计要求(3)另外，曲柄滑块机构结构简单，可以很方便地改变机构特性来增力扩大形程和实现远距离传动等(4)构件之间的相对运动，包括相对运动的范围、相对运动的位置、相对运动的速度和加速度，都不会因为取不同的构件作机架而发生变化。但是，取不同的的构件为机架所衍生出的机构的性能和用途却有很大的变化。取不同构件作机架，曲柄滑块机构可以产生播块机构、转动导杆机构、定块机构等应用于不同的实践环境中。（4）计算滑块的运动范围在曲柄滑块运动中，当曲柄与连杆共线时，将产生两个极位，在此极位时所对应的滑块的位置即为滑块往复滑动中的左右两个极位，滑块将在这两个左右极位之间做往复滑动。图2-20曲柄滑块机构