基于proe的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真分析畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-15 17:33 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方法,系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)等。曲柄滑塊構(gòu)在PRO/E設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行的流程圖如下：圖12在PRO/E設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行的流程圖本章主要對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的用途及發(fā)展前景進(jìn)行調(diào)查，并且對(duì)課題的研究目的和意義，及主要研究途徑和技術(shù)路線進(jìn)行了說(shuō)明，通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的分析和探討,更加深入地了解課題，為論文的設(shè)計(jì)做好充足的準(zhǔn)備。 2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化形式,由若干剛性構(gòu)件用低副(回轉(zhuǎn)副、移動(dòng)副)聯(lián)接而成的一種機(jī)構(gòu)。是由曲柄（或曲軸、偏心輪）、連桿、滑塊通過(guò)移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副組成的機(jī)構(gòu)。常用于將曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。或者將滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)特性分析是當(dāng)已知各構(gòu)件尺寸參數(shù)、位置參數(shù)和原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),研究機(jī)構(gòu)其余構(gòu)件上各點(diǎn)的軌跡、位移、速度、加速度等,從而評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)是否滿(mǎn)足工作性能要求,機(jī)構(gòu)是否發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉等。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)副為低副,各元件間為面接觸,構(gòu)成低副兩元件的幾何形狀比較簡(jiǎn)單,加工方便,易于得到較高的制造精度等優(yōu)點(diǎn),因而在包括煤礦機(jī)械在內(nèi)的各類(lèi)機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用，如自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)、沖床、內(nèi)燃機(jī)空氣壓縮機(jī)等 。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其分成3大類(lèi)：對(duì)心曲柄滑塊、偏置曲柄滑塊、偏心輪機(jī)構(gòu)圖21 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)圖22 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)圖23 偏心輪機(jī)構(gòu)當(dāng)曲柄長(zhǎng)度很小時(shí)，通常把曲柄做成偏心輪，這樣不僅增大了軸頸的尺寸，提高偏心軸的強(qiáng)度和剛度，而且當(dāng)軸頸位于中部時(shí)，還可以安裝整體式連桿，使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。因此偏心輪廣泛應(yīng)用于傳力較大的剪床、沖床、鄂式破碎機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等機(jī)械中[6]。偏心輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的非線性傳動(dòng)關(guān)系，且傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)力平衡性好。將偏心輪與連桿等機(jī)構(gòu)組合應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)單純用連桿機(jī)構(gòu)難以得到的復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)特性。是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是常用的機(jī)構(gòu)型式。生產(chǎn)實(shí)際中，如在滑塊往復(fù)行程中具有勻速運(yùn)動(dòng)段，并有急回特性，則一般將有利于生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)率的提高。沖壓機(jī)的沖頭(滑塊)，如能以勻速?zèng)_壓工件成形、則有益于沖壓件加工質(zhì)量的提高。牛頭刨床的刨刀(滑塊)，如能以勻速刨削工件，則無(wú)疑會(huì)改善工件表面的加工質(zhì)量，并提高刨刀的切削壽命(因切削刀均勻)。但是，簡(jiǎn)單的對(duì)心曲柄滑塊機(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。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)。3曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)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上的力與滑塊發(fā)出的壓力之間，存在如下關(guān)系： （31）曲柄頸A處，沿半徑方向的力和的關(guān)系：= （32）將上2式聯(lián)立，可得到：= （33）曲柄頸沿r方向承受與力大小相等的壓力。曲柄頸沿圓周方向所受切線力與半徑r的乘積，就是轉(zhuǎn)矩T。T=*r （34）根據(jù)上圖可知： （35）將（1）、（4）式代入（5）式，則 （36）從上式求出P。 （37）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： （38）按平面幾何圓部分的勾股定理，可以導(dǎo)出 ，將上式代入，則得：[8] （39）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?？梢约僭O(shè)C點(diǎn)的矢徑為：==+ （310）C點(diǎn)的坐標(biāo)為其矢徑在坐標(biāo)軸上的投影： （311） （312）根據(jù)圖形可知： （313）所以： （314）式中，是曲柄長(zhǎng)與連桿長(zhǎng)之比。將上式代入的表達(dá)式中，并考慮到，就得到了滑塊的運(yùn)動(dòng)方程： （315）若
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