【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄勻速回轉(zhuǎn)時(shí)，其滑塊是不具有急回特性和勻速運(yùn)動(dòng)段的 。即便采用六桿以上的連桿機(jī)構(gòu)，一般也只能實(shí)現(xiàn)近似的勻速運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在采用 偏心輪一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，則能以緊湊的機(jī)構(gòu)型式實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動(dòng)特性 [7]。 在海上能源綜合開(kāi)發(fā)平臺(tái)上，采用這種偏心輪機(jī)構(gòu)，通過(guò)滑塊聯(lián)動(dòng)液壓缸，用于將海風(fēng)端水平軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成液壓能。 湖北文理 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 8 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 8 圖 24 工作原理圖 圖 25 立體效果圖 本章小結(jié) 本章主要對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的 定義以及特性和應(yīng)用加以敘述，并介紹了常見(jiàn)的幾種曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，著重介紹了偏心輪機(jī)構(gòu)。 湖北文理 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 9 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 9 3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)特性 曲柄滑塊的動(dòng)力學(xué)特性 圖 31 立體效果圖 上圖為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析示意圖 從曲柄 r 傳到連桿 l上的力 pc 與滑塊發(fā)出的壓力 p 之間，存在如下關(guān)系： ppc ??cos （ 31） 曲柄頸 A處，沿半徑方向的力 pr和 pc的關(guān)系： pr =pc )cos( ??? （ 32） 將上 2式聯(lián)立，可得到： pr = ??? co s/)co s( ?p （ 33） 曲柄頸沿 r 方向承受與 pr力大小相等的壓力。曲柄頸沿圓周方向所受切線(xiàn)力 pT與半徑 r 的乘積，就是轉(zhuǎn)矩 T。 T=pT*r （ 34） 根據(jù)上圖可知： )sin ( ?? ?? pp cT （ 35） 將 （ 1）、（ 4） 式代入 （ 5） 式，則 rpT *c o s/)s in ( ??? ?? （ 36） 從上式求出 P。 rTp /1*)s in (/c o s ??? ?? （ 37） 湖北文理 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 10 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 10 一般曲柄連桿機(jī)構(gòu) l4r， 所以，可將 l看成比 r 大很多，即 lr ， 這時(shí)， ? 角趨近于零。則上式可以寫(xiě)成： )sin/( ?rTp ? （ 38） 按平面幾何圓部分的勾股定理，可以導(dǎo)出rrsr ssrr /2/s i n 222 )( ???? ?? ， 將上式代入，則得： )1/2/( ?? srsTp [8] （ 39） 曲柄滑塊的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性 圖 32 取 A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)， x軸水平向右。在任意瞬時(shí) t，機(jī)構(gòu)的位置如圖。 可以假設(shè) C 點(diǎn)的矢徑為： r =AC =AB +BC （ 310） C 點(diǎn)的坐標(biāo)為其矢徑在坐標(biāo)軸上的投影： ?? c o sc o s 3322 rrx ?? （ 311） ?? si nsi n 3322 rry ?? （ 312） 根據(jù)圖形可知： ??? ? s i ns i ns i n 22323 *)/( ?? rr （ 313） 所以： ???? si nsi ncos 2 2 2121 23 ???? （ 314） 式中， ?? rr 32/ 是曲柄長(zhǎng)與連桿長(zhǎng)之比。將上式代入 x 的表達(dá)式中，并考慮到t???2 ，就得到了滑塊的運(yùn)動(dòng)方程： 湖北文理 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 11 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 11 trrx t ??? s i n1c o s 2 2)(2 3 ?? ? （ 315） 若將此式對(duì)時(shí)間求導(dǎo)數(shù)，其運(yùn)算較繁瑣。在工程實(shí)際中， ? 值通常不大（ ? =1/41/6），故可在上式中將根式展開(kāi)成 ?2 的冪級(jí)數(shù)并略去 ?4 起的 各項(xiàng)而作近似計(jì)算： )(2 cos trx ?? ? r3 .. .. .. ])(1 2 )([ si nsi n 4422 ??? tt ?? ?? ? cos2r )(t? )( s in 2233 trr ???? )(2 cos tr ?? )]2(1[ cos23 tr ?? ??? （ 316） )]2()([)( coscos223 ttx rr ???? ???? （ 317） 上式再對(duì)時(shí)間取導(dǎo)數(shù)，便可以得到速度和加速度的表達(dá)式： )]2()([ si nsi n2 ttx r ????? ???? ? （ 318） )]2()([ c o sc o s22 tta r ???? ? ???? ? （ 319） 其中 ax ,? 都是 t???2的周期函數(shù) 。 本章小結(jié) 本章分別介紹了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性和運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。 湖北文理 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 12 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 12 4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)總體分析 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的零件包括滑塊、連桿、曲柄、支架等，這些零件相對(duì)比較簡(jiǎn)單， 在用 PRO/E 進(jìn)行三維造型時(shí)要應(yīng)用適當(dāng)?shù)拿?，盡量使其三維設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化。 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)零件的三維造型 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)工作能力的主要指標(biāo)是剛度，其次是強(qiáng)度和抗振性能；并力求具有良好的工藝性。 在 PRO/E 里創(chuàng)建滑塊 1） .新建零件 新建零件，名稱(chēng)為： huakuai，選 擇 mmns_part_solid 模板，建立單位為公制的新文件，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 。 2） .創(chuàng)建滑塊 毛坯 利用拉伸命令 ，接受工作區(qū)下方“操控板 ” 欄， 選擇 FRONT 作為草繪平面，接受系統(tǒng)默認(rèn)的草繪方向和參照平面，進(jìn)入草繪模式 ， 繪制一長(zhǎng) 60，寬 50 的長(zhǎng)方形 ，再在其內(nèi)部繪制一長(zhǎng) 40，寬 30 的長(zhǎng)方形 ， 完成后 ， 在工作區(qū)下方的“深度值 ” 輸入框中輸入拉伸距離“ 60” ,完成特征創(chuàng)建 。 如圖 41所示 。 然后在 TOP上方的圖形平面正中間拉伸出 直徑 高 12的圓柱。如圖 42所示。 滑塊應(yīng)該能夠承受整個(gè)減速器的重量，在受到拉、壓、彎、剪 、扭等作用時(shí)，應(yīng)該不會(huì)發(fā)生斷裂、過(guò)大的殘余變形或者破壞等現(xiàn)象，這也是底座毛坯最基本的要求，所以尺寸要合理，厚度要恰當(dāng)，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的零件要質(zhì)量小的要求。 圖 41 圖 42 湖北文理 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 13 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 13 3） .創(chuàng)建連桿 毛坯 利用拉伸命令 ，接受工作區(qū)下方“操控板 ” 欄， 選擇 FRONT 作為草繪平面，接受系統(tǒng)默認(rèn)的草繪方向和參照平面，進(jìn)入草繪模式 ， 繪制如圖 43 圖形，然后拉伸 12，完成特征創(chuàng)建，如圖 44 所示。 圖 43 圖 44 4） .創(chuàng)建曲柄 毛坯 利用拉伸命令 ，接受工作區(qū)下方“操控板 ” 欄， 選擇 TOP 作為草繪平面，接受系統(tǒng)默認(rèn)的草繪方向和參照平面，進(jìn)入草繪模式 ， 繪制一直徑 10，直徑 300的同心圓， 完成后 ， 在工作區(qū)下方的“深度值 ” 輸入框中輸入拉伸距離“ 8” ,完成特征創(chuàng)建 。如圖 45所示。 湖北文理 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 14 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 14 圖 45 然后 再創(chuàng)建拉伸命令 ，選擇 FRONT 面為草繪平面，在距圓心上方 120的距離處繪制一直徑 10 的圓，如圖 46 所示， 完成后 ， 在工作區(qū)下方的“深度值 ” 輸入框中輸入拉伸距離“ 12” ,完成特征創(chuàng)建 。如圖 47所示。 圖 46 湖北文理 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 15 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊