利用骨架模型进行曲柄滑块机构设计和优化

曲柄滑块机构的设计分析与优化
曲柄滑块机构如图1所示，曲柄1铰接在机架4的A点，连杆2一端在B点与曲柄铰接，一端在C点与滑块3铰接，滑块3与机架4以移动副连接。

曲柄1绕A点转动，通过连杆2带动滑块3在机架的轨道上往复移动。

设计要求：
1）曲柄长度：初始值为40mm，变化范围为35~65mm；连杆长度：初始值为150mm，变化范围为130~160mm。

2）曲柄1从与铅垂方向成β角（β角=30°）的位置开始逆时针转动50°。

3）滑块3移动30mm。

4）压力角α（连杆与滑块移动方向的夹角）的平均值应尽量小。

图1
1.创建装配，设计，取消勾选默认模板，选择“mmns_asm_design”。

显示特征。

如下操作。

2.添加参数。

主菜单：工具》参数。

添加参数：曲柄长40.连杆长150.如下所示
3.创建元件。

名字为gujiamoxing。

按如下设置。

4.激活骨架模型。

模型树GUJIAMOXING.ASM右击，选择激活。

如下图
5.设置收缩包络及隐藏工作面。

单击模型》收缩包络。

单击参照》包括基准。

按住ctrl键
选中三个坐标面，确定如下。

退出后，在模型树同时选中三个平面，右击，单击隐藏工作平面（此工作平面属于组件）。

结果如下。

6.进行如下草绘。

草绘放置在front平面，参考：right平面，方向：右（在工作区选择平
面）。

（此坐标平面属于骨架模型，与上面不同）。

选择top面为参照后关闭参照对话框，进行草绘。

7.激活窗口，添加关系。

视图》激活。

工具》关系。

按如下添加关系。

查找范围栏选择特征，后面选择草绘。

参数栏添加下列参数：曲柄长，0；连杆长，0；关系栏单击视图中的尺寸进行添加：d5=曲柄长:1*2；d4=连杆长:1
8.激活模型树及创建机架元件。

右击激活；创建元件，命名BODY_SKEL_JIJIA，按如下操作
进行；在链框中选择草绘中的机架线，如下图所示。

单击确定。

再确定退出。

模型树生成BODY_SKEL_JIJIA_PART项。

9.创建曲柄元件。

操作过程如下，命名为BODY_SKEL_QUBING。

最后单击确定即可，模型树出现BODY_SKEL_QUBING_PART项。

9.创建连杆元件。

操作过程同第9步。

结果如下，单击确定即可。

10.创建滑块元件。

命名为BODY_SKEL_HUAKUAI,操作过程同上。

最终模型树生成四个元件
如下所示。

11.定义伺服电机1。

选择应用程序》机构》定义伺服电动机。

选择曲柄和机架的销钉连接，
其余按如下填写，确定。

12.定义伺服电机2.选择定义伺服电机，选择曲柄和机架的销钉连接，其余按如下填写。

13.分析定义。

按下图填写。

然后点击运行。

图形按照曲柄滑块机构的规律运动，曲柄
从铅垂方向成30度的位置逆时针运动50度，然后顺时针运动50度，回到原来位置。

14.生成分析的测量结果。

分析》测量。

新建一个测量，选中曲柄和机架的销钉连接，确定；
新建第二个测量，选中滑块的端点，确定。

16.保存分析。

点击回放》保存。

17.插入分析特征。

如下图：单击分析》运动分析命令，然后点击运行，结果如下，然后选择关闭图形框和运动分析框，在分析框中选择曲柄最大位移、最小位移，滑块最大位移，最小位移，YALIJIAO（就是前面的measure_angle）最大与最小，选择创建参数。

如下：
18.插入分析特征，进行关系分析。

主菜单：分析。

分析框：关系，下一步。

关系框：输入如下参数名；然后在关系项目下输入如下关系。

点击验证关系，如下所示。

确定后退出。

19.进行敏度分析。

变量选择选曲柄长，出图用参数选择滑块位移，变化范围最大65，最小35.如下所示。

然后择选连杆长，出图用参数选择滑块位移变化范围最大160，最小130.如下所示。

可见曲柄长度对滑块位移的影响更大些，即滑块位移对曲柄长度更加敏感。

20.变量选择选曲柄长，出图用参数选择压力角优化目标，变化范围最大65，最小35.如下所示。

然后择选连杆长，出图用参数选择压力角优化目标，变化范围最大160，最小130.如下所示。

可以看出，压力角优化目标对曲柄长更加敏感。

21.创建两个文件夹qubinghuakuaijigou-a-kexinxing 和qubinghuakuaijigou-a-youhua 把生成的文件备份到其中。

22.可行性分析。

（1） 从文件夹中打开qubinghuakuaijigou-a-kexinxing 打开文件qubinghuakuaijigou.asm 。

（2）显示特征。

按如下操作。

（3）选择参数值。

曲柄长和连杆长改为45和145.如下所示。

然后选择模型》重新生成。

（4）可行性分析。

如下图：选择可行性，添加滑块位移为约束条件，约束值为30，设计变量按如下设置。

（5）查看参数结果。

主菜单：工具》参数。

模型树analysis2右击，选择编辑定义，点击下一页，参数中显示的值如下。

然后将结果保存到qubinglianganjiegou-a-kexingxing 中。

23.优化设计。

（1）从文件夹中打开qubinghuakuaijigou-a-youhua打开文件qubinghuakuaijigou.asm。

（2）显示特征。

按如下操作。

（3）.选择参数值。

曲柄长和连杆长改为45和145.如下所示。

然后选择模型》重新生成。

（4）优化分析。

如下操作，添加滑块位移为约束条件，约束值为30，设计变量按如下设置。

确认修改，查看参数。

关闭优化可行性分析框，出现如下提示，选择确认修改，然后选择工具》参数，查看参数，如下；在模型树analysis2，右击，选择编辑定义，下一页，如下所示。

新建文件夹qubinghuakuaijigou-a-jiegoutu,将文件备份到其中；将文件备份到
讲授内容1：快件发运的定义
快件发运，是在快递企业的统一组织、调度和指挥下，按照运输计划，根据各种运输单据，将快件快速、安全地运达目的地的过程。

讲授内容2：总包装载的要求
总包装载是发运的第一步，其基本要求是：
1.装车工作应该由两个人或以上协同作业；
2.满载时(要按载重标志):要从里面逐层码高后向外堆码，结实打底，较小的总包放在中间压住大袋袋口，堵放在低凹和空隙处。

3.数量不到满载的，车厢里层最高，层次逐渐外移降低，这样可防止车辆启动、制动过程堆位倒塌造成混堆，造成卸错或漏卸。

4.数量半载的，里层高度可稍低，比照上条所述堆码，不可以只装半箱，造成前段或后端偏重。

5.严禁将快件均码在车厢的左侧或右侧，造成侧重不利于行车安全。

6.装卸具有两个以上装卸点的汽车，要按照“先出后进”“先远后近”的原则装载总包，堆位之间应袋底相对，也可用隔离网分隔。

分隔方法有两端分隔和逐层分隔。

讲授内容3：车辆封志
车辆封志是固封在快件运输车辆车门的一种特殊封志，它的作用是防止车辆在运输途中被打开，保证已封车辆完整地由甲地运到乙地。

图5-14 车辆封志
1.车辆封志的分类：
（1）信息封志：卫星定位系统、地理信息系统。

（2）实物封志：封条、封签条、铅封、施封锁。

2.建立车辆封志的注意事项：
（1）施封前要检查车辆封志是否符合要求，GPS定位系统是否正常；
（2）施封时，场地人员和司押人员必须同时在场；
（3）施封后的封志要牢固不能被抽出或捋下；
（4）施封过程要保证条码完好无损；
（5）核对封志的条码与出站快件交接单登记好是否一
步骤1：进行总包堆码
首先将封装好的快件，根据其目的地进行分类堆码，相同的总包集中堆放在一起，易碎的、特殊的快件单独码放。

如图5-15所示。

步骤二：安排装车顺序
完成堆码后，进行装车作业。

装车的顺序按照“先远后近”、“先重后轻”、“先规则后不规则”的原则，装车过程中注意总包安全。

如图5-16至图5-17。

步骤3：建立车辆封志
总包装载结束后，由车辆的押运人员或驾驶员将车门关闭。

将车辆封志加封在车门指定位置，如图5-13。

车辆押运人员或驾驶员监督车辆施封全过程。