【導(dǎo)讀】動(dòng)軌跡且承載能力高、耐磨順，制造簡(jiǎn)單，已于獲得較高的制造精度，因此曲柄搖桿機(jī)構(gòu)在各種機(jī)械儀器中獲得廣泛的應(yīng)用。、最小傳動(dòng)角，極為夾角和搖桿擺動(dòng)角等運(yùn)動(dòng)性能參數(shù)與結(jié)構(gòu)尺。通過引入曲柄固定鉸鏈點(diǎn)的位置角建立了曲柄搖桿和機(jī)架。的顯示函數(shù)關(guān)系，通過解析法、幾何作圖法、和實(shí)驗(yàn)法。在此基礎(chǔ)上研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的可能附加要求極其相應(yīng)。和死點(diǎn)情況進(jìn)行說明。

　　

【正文】 (521) 其中 : ,1)(0,1)(0 21 ???? xFxF 1)(0 3 ?? x (522) 數(shù)學(xué)模型 求設(shè)計(jì)變量 : ? ??? 4321 , llllX 2121 )(3)(2221)(11m in xFxFxFf ??? ??? (523) 212121 33 )(3322 )(2211 )(11 ?????? ????????? ????????? ?? mM xfMmM xfMmM xfM (524) 其中 : )(1xf 見式 (412)， )(2xf )見式 (416)， )(3xf )見 下式 : 0),m a x ()( 43214321 ????? llllllll (525) 0),m a x ( ,)( 1432432 ????? lllllll (526) 1432 ),max( llll ? (527) 04321 ),max( lllll ? (528) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 27 04321 ),max( allll ? (529) ? ??? ?? min090 (530) 13 ??K (531) （ 531） 建立數(shù)學(xué)模型時(shí)需注意 :① a0 , 0l 的大小可以根據(jù)實(shí)際情況來定 。② 1? ， 2? 根據(jù)工作要求來定。 算例 (1) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 利用上述結(jié)論可以解決一部分曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 例如 : 設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，已知搖桿的長(zhǎng)度 mmCD 290? ，擺角032?? ，行 XXXX速比系數(shù) ?k ， 曲柄長(zhǎng)度 mmAB 75? （ 1） 圖解法解題 k= ????00180180 ??=200 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 28 圖 AD=278mm AC2 =251mm ? BC=AC2 75=176mm (2)滿足傳動(dòng)角要求的 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 仍以上題為例，將已知曲柄的條件改為要求許用傳動(dòng)角 040?? 在此種情況下可先分析 A 點(diǎn)的可能位置，若連桿 BC與搖桿 CD之間的夾角為? ， 當(dāng) ??? 時(shí)，可以過 C2 點(diǎn)做與線段 C2D 相夾角度為 ? 的直線，交于輔助圓于 A 點(diǎn)得直線 AC2。 當(dāng) ??? 時(shí)， 應(yīng)過 C1 作 DC1A = ? ,用這種方法選擇的鉸鏈 A 點(diǎn)當(dāng) ??? 時(shí)，可以過 C2點(diǎn)做與線段 C2D夾角度為 ? 的直線 。 圖 圖解法設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 得 AC 1 = 261mm， AC 2 = 378 mm， 求出 BC= 319 mm， AB = 58 mm。 機(jī)架 AD= 243 mm (3)解析法計(jì)算 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 29 圖 解析法設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) R=CD ?? sin/2sin BC=B2 C2 =PC2 )2sin( ??? =2R 2cos? )2sin( ??? AB=AB2 = 2tan? B2P= 2tan? )2cos( ??? PC2= 2tan? )2cos( ??? 2R 2cos? AD= )290c o s (2 0222222 ?? ???? DCACDCAC BC= OD= AD= 可以看出圖解法算出的結(jié)果更精確。 基于圖譜對(duì)曲柄搖桿的優(yōu)化 最小傳動(dòng)角位置分析 構(gòu)件尺寸與 min? 的關(guān)系如下： （ 1） ? ， ?? 型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)若 a， d 不變，最小傳動(dòng)角 b， c 交換變曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 30 化。 （ 2） ? 型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)若 a， d 不變， ??cb ， ?min? ； b=c ? 最大 。 （ 3） ?? 型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)若 a， d 不變， ??cb ， ?min? 。 極為夾角分析 構(gòu)件尺寸與的關(guān)系 （ 1） 構(gòu)件 1 是曲柄，等角速度整周轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)件 3 是搖桿： （ 2） a b， c， d。 （ 3） 沒有死點(diǎn)位置 構(gòu)件尺寸與的關(guān)系 ： （ 1） d2+(ba)2≤c2≤d2+(b+a)2 （ 2）22222222222 2)( )( ba bacab cd ? ????? (1)(2)同時(shí)滿足時(shí)極為夾角 090?? （ 3） d2 +(ba)2 ≤c2 ≤d2 +(b+a)2 （ 4） 22222222222 2)( )( ba bacab cd ? ????? （ 3）（ 4）同時(shí)滿足時(shí) 090?? （ 5） ?? 型搖桿機(jī)構(gòu) 090?? :? 、 ?? 型 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu)，若 a， d 不 變，交 換 b 、 c ，?????? ?? cbcb , ， ??? ?cb ? 、 ?? 型 曲 柄 搖 桿 機(jī) 構(gòu)，若 a， d 不 變， )24,(),(dadabdaaab???????? ????????? ?b, 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 31 搖桿擺角分析 搖桿擺角與構(gòu)件尺寸關(guān)系 （ 1） ? 型或 ?? 型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的 d， c，一定 ， ???? ?ba （ 2） ? 型或 ?? 型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的 d， c，一定， ???? ?ba 曲柄搖桿優(yōu)化 增大最小傳動(dòng)角 由上可知 AD=278， BC=176， AB=75， DC=相對(duì)尺 寸 a= b= c= d= ?? 020?? 032?? 。 （ 1）增大最小傳動(dòng)角 ? 型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)若 a， d不變， ??cb ， ?min? ；b=c ? 最大 。 由曲柄搖桿的變化關(guān)系可以得出以下關(guān)系：??????????????242222badcbacbda a， d 不變，整理上式得??? ?? ?????? 2 )4( 2222 ba dabdab 解得 b?(， 2) ，當(dāng) b =c = 時(shí) 有最大值 ： 最大值為 ?? min? ， b 的關(guān)系 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 32 算例 (2) 已知一曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 1 9 0,1 1 0,2 4 0,30 4321 ???? llll 。 要求：增大極位夾角，搖桿擺動(dòng)角；改善工作行 XXXX 分析。 （ 1） 將 機(jī) 構(gòu) 的 實(shí) 際 尺 寸 換 算 為 相 對(duì) 尺 寸 為, ???? dcba 根根據(jù)尺寸關(guān)系可以知道這是曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 000m i n , ??? ??? 。 （ 2） 增大極為夾角 由 的結(jié)論在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中若 a， d 不變，交換 b， c，?????? ?? cbcb , .例子中 b=， c=， bc，所以有交換 b， c極為夾角 ?? 。 （ 3）改 善工作行 XXXX 的工作性能 將工作行 XXXX 設(shè)在慢行 XXXX， ?? 機(jī)構(gòu)的急回特性越顯著，工作效率越 高 。機(jī)構(gòu)的傳力性能與傳動(dòng)角有關(guān)，傳動(dòng)角越大傳動(dòng)性能越好，該 機(jī)構(gòu)是 Ⅰ 型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，若 a ， d 不變 ??? min,?cb ，交換b， c ， 此時(shí)慢行 XXXX 的最小傳動(dòng)角為 176。 。 （ 4） 增大搖桿擺角 由 （ I型或 II型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)， d， c 一定 ???? ?cb ） ，（ I 型或 II 型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)， a， d 一定， ???? ?cb ）任一都可實(shí)現(xiàn)增大搖桿擺角，如 d， c 一定令 a= ， b= 00 ??? ? 。 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 33 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)诋厴I(yè)之前對(duì)所學(xué)各課 XXXX 的一次深入的綜合性的總測(cè)驗(yàn)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，它在我們將來的工作和生活中占有舉足輕重的地 位。在設(shè)計(jì)中，對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的了解對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化方法也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。 （ 1） 在這次設(shè)計(jì)中通過對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)三種設(shè)計(jì)方法的比較得出這三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，通過給定條件設(shè)計(jì)出合理的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來滿足設(shè)計(jì)要求， （ 2） 通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的整理得出了對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，通過對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄、搖桿、連架桿尺寸合理的改變來的實(shí)現(xiàn)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)煩的傳動(dòng)角變大，擺角變大，結(jié)構(gòu)尺寸盡量的小來優(yōu)化曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化從而提高曲柄搖桿的力學(xué)性能。 （ 3） 在論文寫作過 XXXX 中使用 Pro\E 來完成曲 柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其優(yōu)化并進(jìn)行了相關(guān)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，運(yùn)動(dòng)仿真。 就我個(gè)人而言，我相信通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力。因此在設(shè)計(jì)過 XXXX 中，盡自己能力仔細(xì)分析、計(jì)算各種參數(shù)，確保工藝設(shè)計(jì)的合理性、經(jīng)濟(jì)性等。為適應(yīng)今后的工作，在知識(shí)、能力和素質(zhì)方面得到進(jìn)一步提高。為今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，為祖國(guó)的發(fā)展出一份力量。 設(shè)計(jì)中尚有許多不足的地方，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)和幫助。 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 34 致謝 我本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，得到了 XXXX 老師的親切關(guān)懷和精 心指導(dǎo)，使得本設(shè)計(jì)得以順利完成，其中無不飽含著老師的汗水和心血。首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師 XXXX 老師，在整個(gè)過 XXXX 中他給了我很大的幫助。他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。同時(shí)感謝所有任課老師四年來對(duì)我的培養(yǎng)。是你們?cè)?我有困難的時(shí)候幫我們解決困難。借此，感謝 大學(xué)四年 中我的班主任和任課老師們給予的教誨，你們的教誨，不僅讓我學(xué)到了書本的基礎(chǔ)知識(shí)，更重要的是讓我學(xué)會(huì)了如何做一名優(yōu)秀的大學(xué)生，如果沒有你們的辛勤教誨，也不會(huì)有我今天的成長(zhǎng)。也感謝學(xué)院為我們提供了一次這樣好的機(jī)會(huì)，使自己在學(xué)習(xí)的同時(shí)也鍛煉了自己的實(shí)踐能力。 我還要感謝每一位關(guān)心我的親人和朋友們，使我在大學(xué)四年過完了一個(gè)充實(shí)而又開心的生活。還有我辛苦的父母給了我很多的愛，使我有個(gè)美好的學(xué)習(xí)生活。我想對(duì)你們說：你們辛苦了。我會(huì)好好的努力工作讓你們有個(gè)幸福的生活的。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 35 參考 文獻(xiàn) [1] 楊可幀，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) [M].北京：高等教育出版社， 2021. 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