【文章內容簡介】 實現復雜的非線性傳動關系，且傳動平穩(wěn)，結構緊湊，動力平衡性好。將偏心輪與連桿等機構組合應用，可實現單純用連桿機構難以得到的復雜的運動特性。是曲柄滑 塊機構是常用的機構型式。生產實際中，如在滑塊往復行程中具有勻速運動段，并有急回特性，則一般將有利于生產質量和生產率的提高。沖壓機的沖頭 (滑塊 )，如能以勻速沖壓工件成形、則有益于沖壓件加工質量的提高 。牛頭刨床的刨刀 (滑塊 )，如能以勻速刨削工件，則無疑會改善工件表面的加工質量，并提高刨刀的切削壽命 (因切削刀均勻 )。但是，簡單的對心曲柄滑塊機構，當曲柄勻速回轉時，其滑塊是不具有急回特性和勻速運動段的 。即便采用六桿以上的連桿機構，一般也只能實現近似的勻速運動?，F在采用偏心輪一曲柄滑塊機構，則能以緊湊的機構型式實現 上述運動特性 [7]。 在海上能源綜合開發(fā)平臺上，采用這種偏心輪機構，通過滑塊聯(lián)動液壓缸，用于將海風端水平軸旋轉的機械能轉化成活塞往復運動的機械能，進而轉化成液壓能。 湖北文理 學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 8 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 8 圖 24 工作原理圖 圖 25 立體效果圖 本章小結 本章主要對曲柄滑塊機構的 定義以及特性和應用加以敘述，并介紹了常見的幾種曲柄滑塊機構，著重介紹了偏心輪機構。 湖北文理 學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 9 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 9 3 曲柄滑塊機構的動力學與運動學特性 曲柄滑塊的動力學特性 圖 31 立體效果圖 上圖為曲柄滑塊機構的受力分析示意圖 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，存在如下關系： ppc ??cos （ 31） 曲柄頸 A 處，沿半徑方向的力 pr和 pc的關系： 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力 pT與半徑 r 的乘積，就是轉矩 T。 T=pT*r （ 34） 根據上圖可知： )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 學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 10 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 10 一般曲柄連桿機構 l4r， 所以， 可將 l 看成比 r 大很多，即 lr ， 這時， ? 角趨近于零。則上式可以寫成： )sin/( ?rTp ? （ 38） 按平面幾何圓部分的勾股定理，可以導出rrsr ssrr /2/s i n 222 )( ???? ?? ， 將上式代入，則得： )1/2/( ?? srsTp [8] （ 39） 曲柄滑塊的運動學特性 圖 32 取 A 點為坐標原點， x 軸水平 向右。在任意瞬時 t，機構的位置如圖。 可以假設 C 點的矢徑為： r =AC =AB +BC （ 310） C 點的坐標為其矢徑在坐標軸上的投影： ?? c o sc o s 3322 rrx ?? （ 311） ?? si nsi n 3322 rry ?? （ 312） 根據圖形可知： ??? ? s i ns i ns i n 22323 *)/( ?? rr （ 313） 所以： ???? si nsi ncos 2 2 2121 23 ???? （ 314） 式中， ?? rr 32/ 是曲柄長與連桿長之比。將上式代入 x 的表達式中，并考慮到t???2 ，就得到了滑塊的運動方程： 湖北文理 學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 11 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 11 trrx t ??? s i n1c o s 2 2)(2 3 ?? ? （ 315） 若將此式對時間求導數，其運算較繁瑣。在工程實際中， ? 值通常不大（ ? =1/41/6），故可在上式中將根式展開成 ?2 的冪級數并略去 ?4 起的各項而作近似計算： )(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） 上式再對時間取導數，便可以得到速 度和加速度的表達式： )]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 。 本章小結 本章分別介紹了曲柄滑塊機構的動力學特性和運動學特性。 湖北文理 學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 12 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 12 4 曲柄滑塊機構零件設計 曲柄滑塊機構總體分析 曲柄滑塊機構的零件包括 滑塊、連桿、曲柄、支架等，這些零件相對比較簡單， 在用 PRO/E進行三維造型時要應用適當的命令，盡量使其三維設計簡單化。 曲柄滑塊機構零件的三維造型 曲柄滑塊機構工作能力的主要指標是剛度，其次是強度和抗振性能；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，名稱為： huakuai，選擇 mmns_part_solid 模板，建立單位為公制的新文件，符合國家標準 。 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)默認的草繪方 向和參照平面，進入草繪模式 ， 繪制一長 60，寬 50 的長方形 ，再在其內部繪制一長 40，寬 30 的長方形 ， 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。 滑塊應該能夠承受整個減速器的重量，在受到拉、壓、彎、剪、扭等作用時，應該不會發(fā)生斷裂、過大的殘余變形或者破壞等現象，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，滿足設計的零件要質量小的要求。 圖 41 圖 42 湖北文理 學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 13 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 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)默認的草繪方向和參照平面，進入草繪模式 ， 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)默認的草繪方向和參照平面，進入草繪模式 ， 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 學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 14 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 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