【正文】 ........... 18 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的模型的創(chuàng)建步驟 .........................................................................18 本章小結(jié) ............................................................................................................19 6 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真 ............................................. 20 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)仿真 .....................................................................................................20 機(jī)構(gòu)仿真 ............................................................................................................20 本章小結(jié) ............................................................................................................22 參考文獻(xiàn) .......................................................... 23 致 謝 ............................................................ 24 湖北文理 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 1 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 1 1 緒 論 課題提出的目的和意義 當(dāng)今任何一個(gè)國(guó)家，若其要在綜合國(guó)力上取得優(yōu)勢(shì)地位，就必須在科學(xué)技術(shù)上取得優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，工業(yè)產(chǎn)品由傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化產(chǎn)品、信息電子產(chǎn)品開發(fā)時(shí)把面向產(chǎn)品的創(chuàng)新性、外觀造型、人機(jī)工程等的設(shè)計(jì)提高到了一個(gè)新的高度，從而也迫切要求對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的研究能有進(jìn)一步的突破，以提高企業(yè)形象、產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。特別是近幾年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的日新月異，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、多媒體等技術(shù)的發(fā)展和 CAD/CAM、 PRO/E 軟件應(yīng)用的逐步深入，現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論與方法的研究有了長(zhǎng) 足的進(jìn)步。事實(shí)上，雖然開發(fā)中設(shè)計(jì)本身所花的費(fèi)用僅占產(chǎn)品總成本的 5%左右，但新產(chǎn)品的開發(fā)費(fèi)用中約有 80%取決于設(shè)計(jì)過(guò)程，因而產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段己被視為提高整個(gè)生產(chǎn)效率的瓶頸，對(duì)于生產(chǎn)系統(tǒng)的整個(gè)生產(chǎn)率起著舉足輕重的作用。而參數(shù)化技術(shù)是當(dāng)前 PRO/E 技術(shù)需要的研究的領(lǐng)域之一。參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)以其強(qiáng)有力的草圖設(shè)計(jì)、尺寸驅(qū)動(dòng)修改圖形功能，成為初始設(shè)計(jì)、產(chǎn)品建模及修改系列設(shè)計(jì)、多方案比較和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的有效手段。并且，在三維模型的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行零件裝配、干涉檢查、有限元分析，運(yùn)動(dòng)分析等高級(jí)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工作。 本課題設(shè)計(jì)的 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 正是運(yùn)用 PRO/E 的獨(dú)特造型設(shè)計(jì)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)用 PRO/E 技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，能使設(shè) 計(jì)、生產(chǎn)維修工作快速成而高效地時(shí)行，所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的。近幾年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展， PRO/E 技術(shù)己經(jīng)由發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家擴(kuò)展，而且發(fā)展的勢(shì)頭非常迅猛。我國(guó) PRO/E 技術(shù)的研究和開發(fā)工作起步相對(duì)較晚，自 80 年代開始， CAD 技術(shù)應(yīng)用工作才逐步得到了開展，隨后 PRO/E 也有了應(yīng)用，國(guó)家逐步認(rèn)識(shí)到開展 PRO/E 應(yīng)用工程的必要性和可靠性，并在全國(guó)各個(gè)行業(yè)大力推廣 PRO/E 技術(shù)，同時(shí)展開 PRO/E 技術(shù)的開發(fā)和研制工作。也只有不斷完善，創(chuàng)新才能在日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。 湖北文理 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 3 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 3 換句話說(shuō)“運(yùn)動(dòng)仿真”設(shè)計(jì)方法就是在建造第一臺(tái)物理樣機(jī)之前，利用軟件技術(shù) 建立產(chǎn)品系統(tǒng)計(jì)算機(jī)模型，通過(guò)基于實(shí)體可視化的仿真分析，模擬系統(tǒng)在真實(shí)工作環(huán)境條件下的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性，以便反復(fù)修改設(shè)計(jì)方案，最終得到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。所涉及到的產(chǎn)品從龐大的卡車到微小的照相機(jī)的快門，從火箭到輪船的錨機(jī)。迪爾公司利用仿真技術(shù)成功地解決了工程機(jī)械在高速行駛時(shí)出現(xiàn)蛇形現(xiàn)象的問題及在重載下的自激振動(dòng)這個(gè)一直困擾著設(shè)計(jì)師及用戶的難題，大大提高了工程和礦山機(jī)械高速行駛性能與重載作業(yè)性能。 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)在國(guó)外已有很多應(yīng)用實(shí)例，我國(guó)也正積極投身于該項(xiàng)技術(shù)的研究中。但如果采用虛擬樣機(jī)技術(shù)，技術(shù)人員便可對(duì)引進(jìn)樣機(jī)進(jìn)行深入的研究，可以追蹤樣機(jī)的設(shè)計(jì)思想，從而真正提高設(shè)計(jì)人員的水平，開發(fā)出能滿足市場(chǎng)需求的產(chǎn)品來(lái)。 具體研究?jī)?nèi)容有以下幾點(diǎn)：（ 1）對(duì) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能進(jìn)行研究。（ 3）在 PRO/E 環(huán)境中生成減速器的各主要零件的三維模型。（ 5）對(duì) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 的工作情況進(jìn)行裝配和運(yùn)動(dòng)仿真。 利用計(jì)算機(jī)三維造型軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維造型和運(yùn)動(dòng)仿真，及時(shí)發(fā)現(xiàn) 問題，及時(shí)修改。 曲柄滑塊機(jī) 構(gòu)的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)： 上圖概述了 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 的總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 ,系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 ,系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)等。湖北文理 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 6 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 6 2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)定義 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)。 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的特性及應(yīng)用 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) 。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)的分類 根據(jù)結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)，將其分成 3 大類：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) 湖北文理 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 7 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 7 圖 22 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 圖 23 偏心輪機(jī)構(gòu) 偏心輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 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。 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。是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是常用的機(jī)構(gòu)型式。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 。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 。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]。 湖北文理 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)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(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，并介紹了常見的幾種曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，著重介紹了偏心輪機(jī)構(gòu)。曲柄頸沿圓周方向所受切線力 pT與半徑 r 的乘積，就是轉(zhuǎn)矩 T。 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 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 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。在任意瞬時(shí) t，機(jī)構(gòu)的位置如圖。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 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 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。 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。 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。 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 。 然后在 TOP上方的圖形平面正中間拉伸出 直徑 高 12的圓柱。 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)，滿足設(shè)計(jì)的零件要質(zhì)量小的要求。 圖 43