曲柄摇杆机构设计方法

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曲柄摇杆机构设计方法

曲柄摇杆机构设计方法曲柄摇杆机构设计方法文档范本一、引言在机械设计领域中，曲柄摇杆机构是一种常见且重要的机构，它能够将旋转运动转换为往复运动。

本文档旨在提供一种详细的曲柄摇杆机构设计方法，以帮助工程师们更好地理解和应用该机构。

二、机构构成与功能1：曲柄：曲柄是机构的旋转部分，它通过旋转运动带动摇杆的往复运动。

2：摇杆：摇杆是机构的往复部分，其运动轨迹由曲柄的旋转和摇杆长度决定。

3：小端杆：小端杆连接曲柄与摇杆，使二者能够实现相对运动。

4：大端杆：大端杆连接摇杆与其他部件，传递摇杆的运动到所需位置。

三、设计步骤和考虑因素1：确定工作要求：根据实际应用，确定曲柄摇杆机构所需完成的工作和要求。

2：设计曲柄和摇杆的运动路径：根据工作要求和机构构型，确定曲柄和摇杆的运动路径，并绘制相应的示意图。

3：计算曲柄和摇杆的长度：根据运动路径以及机构的几何结构，计算曲柄和摇杆的长度，确保其能够满足工作要求。

4：确定杆长度：根据曲柄和摇杆的长度，确定小端杆和大端杆的长度，保证牢固可靠。

5：进行材料选择：根据机构的工作环境和所需承受的载荷，选择合适的材料以确保机构的强度和耐久性。

6：进行摩擦和润滑剂的选择：考虑摇杆与杆以及曲柄的接触情况，选择适当的润滑剂以减小摩擦，提高机构的效率和寿命。

7：进行强度计算：对机构的各个关键部位进行强度计算，以确保其在工作过程中不会发生破坏或变形。

8：进行运动分析和优化：利用运动学原理和模拟软件对机构的运动过程进行分析和优化，以确保其满足工作要求。

四、附件1：设计图纸：附上设计过程中所绘制的曲柄摇杆机构的设计图纸。

2：强度计算报告：附上对机构各个部件进行强度计算的报告。

五、法律名词及注释1：版权：指对于创作出来的文学、艺术和科学作品的拥有权，包括复制、分发、翻译等权利。

2：专利：指为新的技术、产品或产品的制造方法等发明所授予的专有权。

3：商标：指用于区别某个商品或服务来源的标识，具有独立性、显著性和可辨识性等特点。

图解法设计曲柄摇杆机构

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［责任编辑：赵
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根据三角形内角和等于１０８。
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故：正是曲柄摇杆机构在极位时所具有的尺寸此
关系，此设计满足全部题设要求。
［］１李学雷主编．机械设计基础［．Ｍ］北京：学出科版社，０．２４０［］２孙桓，陈作模主编．机械原理［．Ｍ］北京：高等教育出版社，０．２４０
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：８一。号＝。０１。９一９一０００
又’ ． ’在ＡＡＣ中／ＣＡ：０ＥｌｌＥ
由弹性接触状态逐渐演变为弹塑性接触状态，擦因摩数随比压增大而缓慢降低并趋于稳定。
图２覃攥副在冷却油中工作时摩擦因数与温厦的关系
２２摩擦副相对滑动速度的影响．工程机械制动时一般需要强大的制动力矩，这意
４基本结论
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曲柄摇杆机构的解析法设计

曲柄摇杆机构的解析法设计
曲柄摇杆机构是机械传动中非常重要的一种机构，广泛应用于各种机械设备中。

本文将介绍曲柄摇杆机构的解析法设计。

首先，曲柄摇杆机构的结构可以简单地概括为由曲柄、摇杆和连杆组成的三连杆机构。

其工作原理是曲柄通过旋转带动连杆，从而使摇杆做往复运动。

曲柄的旋转角度和连杆的长度是决定摇杆运动轨迹的关键因素。

其次，曲柄摇杆机构的设计需要考虑以下因素：工作负载、运动速度、尺寸限制、运动轨迹等。

在设计时，需要根据实际需求选择合适的材料、尺寸和运动参数。

解析法设计是一种基于运动学和静力学原理的设计方法。

它通过解析曲柄摇杆机构的运动学和静力学方程，确定摇杆的运动轨迹及其相应的力学参数。

具体步骤如下：
1. 确定曲柄的旋转角度及其速度。

2. 根据曲柄长度和连杆长度确定摇杆的最大和最小位置。

3. 计算摇杆的运动轨迹，包括摇杆的角度、速度和加速度。

4. 根据摇杆的运动轨迹计算其承受的力学参数，如最大力、最大扭矩等。

5. 根据摇杆的力学参数确定材料、尺寸和结构参数。

解析法设计具有精度高、可靠性强的优点，但需要较为深入的机械原理和数学知识，并需要使用专业的计算工具。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的设计方法。

总之，曲柄摇杆机构是一种重要的机械传动机构，其设计需要考虑多种因素。

解析法设计是一种有效的设计方法，可以确定摇杆的运动轨迹及其力学参数，从而保证机构的稳定性和可靠性。

曲柄摇杆机构设计方法

曲柄摇杆机构设计方法作者姓名：XXXX专业名称：机械工XXXX及自动化指导教师：XXXX讲师摘要曲柄摇杆机构中构件的运动样式多样，可以实现给定运动规律或运动轨迹且承载能力高、耐磨顺，制造简单，已于获得较高的制造精度，因此曲柄摇杆机构在各种机械仪器中获得广泛的应用。

本文针对曲柄摇杆机构的行XXXX速度变化速度系数和给定点的轨迹设计曲柄摇杆机构，通过深入分析机构的行XXXX数度比k、摇杆摆动角'-:、最小传动角，极为夹角和摇杆摆动角等运动性能参数与结构尺寸间的关系。

通过引入曲柄固定铰链点的位置角建立了曲柄摇杆和机架长度关于二和「的显示函数关系，通过解析法、几何作图法、和实验法设计曲柄摇杆机构。

在此基础上研究机构设计的可能附加要求极其相应的设计方法为曲柄摇杆设计提供各种可能选项并对曲柄摇杆的急回特性和死点情况进行说明。

关键词：曲柄摇杆机构行XXXX速度系数摇杆摆动设计方法AbstractThe diversity of movement component in the crank rocker mechanism can achieve given amotion or motion trajectory and have the high bearing capacity, wear-resisting, simple manufacture,and higher manufacturing accuracy. therefore ,the crank rocker mechanism is widely used in various mecha ni cal in strume nt.In view of the crank rocker mecha nism of velocity fluctuati on velocity coefficient and the design of crank rocker mechanism by track point, Analysis the mechanism of the stroke number ratio K , the rocker swing an gle mi nimum tran smissi on an gle, extremely an gle and rocker swi ng an gle moti on parameter and t he relati on ship betwee n structure size deeply. Introduced the crank fixed hinge point position angle of crank rocker and the frame len gth on and display fun cti on is built, by the an alytic method, the geometric drawing method, the design of crank rocker mechanism and experimental method. On the basis of the research on the design method of mecha nism desig n may have additi onal requireme nts and other extremely corresp onding , various possible opti ons and the crank rocker quick retur n characteristics and the dead are described for crank and rocker desig n.Key words cran k,rocker,travel speed,desig n目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................. L L 目录.. (IIIII)1绪论...................................................... 1.. 2平面四杆机构概述 (3)2.1平面四杆机构的基本型式 (3)2.2平面四杆机构的基本特性 (4)2.2.1急回特性 (5)2.2.2死点位置 (6)2.2.3传动角和压力角 .................................. 7. 3曲柄摇杆机构的设计 (9)3.1解析法设计曲柄摇杆机构 (9)3.1.1附加要求及其机构设计方法 (11)3.2几何作图法 (13)3.2.1按照给定的行XXXX数度变化系数设计曲柄摇杆 (13)3.2.2按给定连杆位置设计四杆机构 (14)3.3按照给定点的运动轨迹设计曲柄摇杆机构 (14)3.4曲柄摇杆机构设计方法的比较......................... 1 44 曲柄摇杆机构的特性运用 (16)4.1曲柄摇杆机构死点特性分析极其运用 (16)4.1.1摇杆主动时机构的死点情况 (16)4.1.2曲柄主动时机构有死点位置的条件 (16)4.1.3满足有死点条件的曲柄摇杆机构的死点个数及位置情况分析 ......................................... 1.74.1.4曲柄摇杆机构有死点条件的应用 (20)4.2曲柄摇杆机构急回特性应用........................... 2 1 5曲柄摇杆机构的优化设计 (22)5.1按照最小传动角和行XXXX速度比系数最大综合优化 (22)5.1.1最小传动角的确定 (22)5.1.2优化设计 (24)5.1.3最小传动角min最大的目标函数的建立 (25)5.1.4总目标函数的建立 (26)5.2 算例(1) (27)5.2.1曲柄摇杆机构设计 (27)5.3基于图谱对曲柄摇杆的优化........................... 2 95.3.1最小传动角位置分析 (29)5.3.2极为夹角分析 (30)5.3.3摇杆摆角分析 (31)5.4曲柄摇杆优化 (31)5.4.1增大最小传动角 (31)5.5 算例(2) (32)总结....................................................... .3.3致谢....................................................... .3.4参考文献 (35)1绪论18世纪下半叶的第一次工业革命促进机械工XXXX的迅速发展，机构学在原来机械力学的基础上发展成为一门独立的科学•早在19世纪连杆机构就已经广泛的运用最简单的就是四杆机构，也是出现最早的一种连杆机构。

曲柄摇杆机构的最优设计

曲柄摇杆机构的最优设计[摘要] 图解法设计曲柄摇杆机构时为了满足传力性能,往往需要重复进行,结果也不唯一。

本文采用0.618法,在给定行程速比系数k、摇杆摆角φ、长度l4等前提下,采用机械最优设计,使γmin最大,得到了设计最优解。

并讨论了行程速比系数k、摇杆摆角φ的取值范围。

[关键词] 曲柄摇杆机构机械最优设计0.618法1 引言机械最优设计是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的性态、几何尺寸关系或其他因素的限制范围内,选取设计变量,建立目标函数并使其获得最优值的一种新的设计方法。

设计变量、目标函数和约束条件这三者在设计空间(以设计变量为坐标轴组成的实空间)的几何表示中构成设计问题[1]。

最优设计是保证设计合理性、提高设计效率的一种有效方法。

曲柄摇杆机构中,传动角γ越大,对机构的传力愈有利,故常用传动角的大小及变化情况来衡量机构传力性能的好坏。

考虑到机构运动过程中传动角γ是变化的,为了保证机构传力性能良好,必须使最小传动角γmin≥[γ]。

传统的图解设计方法往往需要重复进行,结果也不唯一。

本文采用0.618法,在给定行程速比系数k、摇杆摆角φ、长度l4等前提下,运用机械最优设计,使γmin最大,得到了设计最优解。

并讨论了行程速比系数k、摇杆摆角φ的取值范围。

在实现过程中,本文采用C 语言实现优化过程编程,从而使结果更加精确、直观。

2 曲柄摇杆机构的最优设计(1)寻优目标函数的确定曲柄摇杆机构γmin出现在主动曲柄与机架共线的两位置之一处[2]。

以γmin 最大为寻优目标函数,即:maxf(x)=γmin=(γ1, γ3)min其中,γ1=arccosγ2= arccos(2)设计变量的选择如图1所示,考虑到一旦曲柄支点A确定,则机架l1=AD,其他设计参数l2、l3也随之确定。

因此,只需取曲柄为设计变量即可,即x=l2。

图1设计参数间的几何关系(3)设计参数间的几何关系若已知曲柄x时,有:l3=l1=其中,C1C2=2l4sin(Φ/2)∠AC2D=90°-arcsin+Φ/2(4)设计变量的取值范围根据文献[3]所述,寻优区间起始点xmin= C1C2(1-cosθ)/2sinθ;寻优区间终点xmax= C1C2/2。

机械设计基础—曲柄摇杆

C
2-6. 设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆长度l =100mm，摆角ψ=30°，摇杆行程速度变化系数K=1.2。

（1）用图解法求出其余三杆的尺寸；
（2）确定机构的最小转角γmin （若γmin <35°则应重新选定铰链A的位置）。

解：
（1）由题知，摇杆行程速度变化系数K=1.2，得极位夹角：
θ=180°K-1K+1 = 16.4° 90°-θ=72.6°则如图解析：
①任选固定铰链中心D的位置，由摇杆长度l 3和摆角ψ，做出摇杆两极限位置C 1D 和C ?D。

②连接C 1和C ?，并过C 1点做C 1C ?垂线。

③做∠C 2=90°-θ，与垂线相较于点P，有几何关系可知∠C 1PC ?=θ。

④做△C 1PC ?的外接圆，在此圆周上任意选取一点A作为曲柄的固定铰链中心；连接AC 1和AC ?,由几何关系得：∠C 1PC ?=∠C 1AC ?=θ。

⑤因极限位置处于曲柄与连杆共线，
故A C 1=l 2-l 1 AC 2=l 2+l 1，则l 1=（AC 2-AC 1）/2 =23.5mm l 2=（AC 2+AC 1）/2 =73.5mm l 3= 100mm l 4 = 96mm 则如图，ABCD即为所求机构一般位置简图。

cos∠BCD=(l ?2+l 32-l 12-l 42+2l 1l 4cos φ)/2l ?l 3 =0.649则由（2-6）′cos∠BCD < 90°γ=49.5°>35°
故最小传动角满足要求。

无急回特性曲柄摇杆机构新的解析设计法

设计精度高。
关
键
词：急回特性曲柄摇杆机构；在的条件；动角；计方程；计公式无存传设设文献标志码：Ａ文章编号：０５２９（０７０ —０００１０ —８５２０）１０６ —３
中图分类号：ＴＨｌ２１１．
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Байду номын сангаас
第２５卷第１期２０年２月０７
轻工扔ＬｇｔｎｕｔＭａｈｎｒｉｈＩｄｓｒｙｃｉｅｙ
Ｖｏ．５Ｎ．１２，ｏ１Ｆｂ，０７ｅ．２０
摘
要：用图解法和解析迭代法设计无急回特性曲柄摇杆机构存在设计精度低、算复杂等不足，了克服此类的设采计为
处的２极限位置点，个令ＡＢ— ａＢ，Ｃ— ｂＣ — ＣＡＤ，Ｄ，
—
机构可采用图解、解析等方法进行设计。图解法和解析
迭代法设计无急回特性曲柄摇杆机构存在设计精度低、算复杂等不足ｎ，了克服此类的设计不足，计］为笔者首先推导出无急回特性曲柄摇杆机构存在的条件，并依据所推导出的无急回特性曲柄摇杆机构存在的杆长条件，合曲柄摇杆机构处于极限位置及其出现最结小传动角位置的杆长三角函数关系，导出无急回特推
收稿日期：０６１ — ６２０ — ２２
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曲柄摇杆机构

实验三——用ADAMS 验证曲柄连杆机构如图3-1所示的铰链四杆机构（曲柄摇杆机构），AB 杆为原动件，逆时针匀速转动，其角速度为=/rad s ωπ2040602/3/3AB cm CD cm DA cm BAD ADC ππ===∠=∠=，，，，；对该机构进行验证，是否为曲柄摇杆机构；同时进行运动分析和动力分析。

图3-1 铰链四杆机构【实验目的】1、了解ADAMS 软件；认识ADAMS 工作界面。

2、掌握ADMAS 的建模与仿真；3、验证铰链四杆机构中曲柄存在的条件。

【实验原理】1、铰链四杆机构是指将4个杆件全部用转动副联接起来的机构。

2、铰链四杆机构中曲柄存在的条件为以下两点：（1）曲柄为最短杆件或最短的相邻杆件，此条件称为最短构件条件。

（2）最短杆件与最长杆件的长度之和必须小于或等于其他两杆件的长度之和，即：'''min max l l l l +≤+此条件简称为构件长度和条件。

【实验仪器和设备】1、计算机。

2、机械系统动力学分析软件ADAMS 2013。

3、《机械设计基础》教材；实验指导书；实验报告。

【实验步骤】1、启动ADAMS。

双击桌面上ADAMS/View的快捷图标“”，打开ADAMS/View。

在欢迎对话框如图3-2中选择“新建模型”（Create a new model），弹出如图3-3所示“创建新模型”（Create a new model）对话框。

图3-2 欢迎对话框图3-3 “创建新模型”对话框在“模型名称”（Modelname）栏中输入：sparkplug；在“重力（Gravity）”栏中选择“正常重力（-全局Y轴）”；在“单位（Units）”栏中选择“MMKS –mm，kg，N，s，deg”；在“工作路径”栏中选择“C:\sparkplug”。

2、设置工作环境。

2.1 对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。

在ADAMS/View菜单栏中，选择设置（Setting）下拉菜单中的工作网格（Working Grid）命令。

曲柄摇杆机构设计说明

设计实践设计计算说明书题目：学院:机电工程学院班号：08401学号：1050840124姓名：林飞跃日期：2007年10月04号设计实践任务书题目：设计任务及要求:已知曲柄摇杆机构中摇杆CD的长度c和摆角Ψ，以及行程速度变化系数K，要求设计该四杆机构原始信息：摆角Ψ=30°行程速比系数K=1.2极位夹角θ=16.364°摇杆长度C=60mmψ0=60°一．机构简图：二．设计过程：1．由下图：计算得：a=12.00982mmb=70.20893mmd=56.21308mmγmin=38.698°2.画图法：1) 任选转动副D 的位置，并按CD 之长和摆角Ψ121C C NFOC ME 作摇杆的两个极限位置1DC 和2DC 。

2) 作∠12C C O =∠21C C O =90°-θ，得1C O 和2C O 的交点O 。

以O 为圆心和1OC 为半径作圆h ，则圆h 上除劣弧12C C 以外的各点对弦12C C 所张的圆周角均为θ。

将两极限位置的摇杆延长使之与圆h 交于E 和F 两点。

则圆弧1C ME 或2C NF 上任一点均可作为固定铰链中心A 。

显然A 不能取在弧EF 上，否则所得机构不能满足摇杆摆角要求。

3) 当A 点位置确定后，即得机架AD 的长度d 。

同时，按极限位置曲柄与连杆共线的几何特点可得l AC1=b-a ，l AC2=b+a，由此可求得连杆BC的长度b和曲柄AB的长度a。

三．运动分析参考文献：《机械设计基础》----宋宝玉《机械设计基础网络课程》。

曲柄摇杆机构设计方法

曲柄摇杆机构设计方法曲柄摇杆机构设计方法1·引言曲柄摇杆机构是一种常用的机械传动机构，其将旋转运动转化为直线运动或者其他形式的运动，广泛应用于各种机械设备中。

本文介绍了曲柄摇杆机构的设计方法，包括设计原则、构造选择、受力分析等。

2·设计原则曲柄摇杆机构的设计需要遵循以下原则：2·1 功能需求：明确机构的功能需求，如转速、载荷、行程等。

2·2 空间限制：考虑机构的整体尺寸、布局，以满足设备的安装和使用要求。

2·3 运动平稳性：通过合理的几何参数设计，使得曲柄摇杆机构运动平稳，减小振动和冲击。

2·4 功率损失：通过合理的材料选择和润滑方式设计，减小机械传动过程中的能量损失。

2·5 制造和装配：考虑机构的可制造性和可装配性，选择适合的加工工艺和装配工艺。

3·构造选择曲柄摇杆机构的构造选择包括曲柄类型、摇杆类型和连接方式。

3·1 曲柄类型：根据实际需求选择合适的曲柄类型，如直线型曲柄、圆弧型曲柄等。

3·2 摇杆类型：根据运动要求和空间限制选择合适的摇杆类型，如单摇杆、双摇杆等。

3·3 连接方式：根据构造要求选择合适的连接方式，如销轴连接、铆接连接等。

4·受力分析曲柄摇杆机构的受力分析是设计的重要环节，包括静态受力分析和动态受力分析。

4·1 静态受力分析：通过受力平衡条件，分析曲柄摇杆机构各部件的受力情况，确保各部件强度不超过材料的承载能力。

4·2 动态受力分析：根据机构运动过程中的惯性力、离心力等，分析曲柄摇杆机构的动态受力情况，确保机构运动平稳和安全。

5·参数设计曲柄摇杆机构的参数设计包括曲柄长度、摇杆长度、曲柄角度等。

5·1 曲柄长度：根据机构要求和受力分析结果，确定合适的曲柄长度，以满足运动要求和载荷要求。

5·2 摇杆长度：根据机构要求和受力分析结果，确定合适的摇杆长度，以满足运动要求和载荷要求。

优化设计-曲柄摇杆机构优化设计本月修正简版

优化设计-曲柄摇杆机构优化设计优化设计-曲柄摇杆机构优化设计引言曲柄摇杆机构是一种常见的工程设备，常用于转换旋转运动为往复运动。

在实际应用中，为了提高机构的性能和效率，需要进行优化设计。

本文将详细介绍曲柄摇杆机构的优化设计方法和步骤。

1. 优化设计的背景和目标曲柄摇杆机构在工程应用中具有广泛的应用，例如内燃机、泵浦系统、机械手和纺织机械等。

在实际应用中，曲柄摇杆机构存在一些问题，例如能量损失、噪音和振动等。

进行优化设计，以改善机构的性能和效率，是非常必要和重要的。

2. 优化设计的方法和步骤2.1. 问题分析和需求定义，需要对已有的曲柄摇杆机构进行问题分析，确定需要改进的性能指标和需求。

例如，可以考虑降低摇杆机构的能耗、减少振动、提高工作效率和稳定性等。

2.2. 理论分析和模拟仿真在优化设计的初期阶段，可以使用理论分析和模拟仿真的方法，对曲柄摇杆机构进行分析和评估。

通过建立模型，计算和模拟机构的运动学和动力学特性，可以快速评估不同设计参数对机构性能的影响。

2.3. 设计参数的选择和优化根据理论分析和模拟仿真的结果，可以选择关键的设计参数进行优化。

例如，可以考虑曲柄长度、连杆长度和转动角度等。

通过改变这些参数的值，可以对机构的性能进行改善。

2.4. 结构改进和优化在选择和优化设计参数的基础上，可以对曲柄摇杆机构的结构进行改进和优化。

例如，可以改变曲柄和连杆的形状和材料，以提高机构的刚度和耐久性。

还可以考虑添加减振装置和降噪措施等。

2.5. 实验验证和性能评估完成结构改进和优化后，需要进行实验验证和性能评估。

通过在实际工作环境中和评估机构的性能和效果，可以验证优化设计的有效性和可行性。

根据实验结果，可以进一步优化设计，以达到最佳性能。

3. 优化设计的挑战和注意事项在进行曲柄摇杆机构的优化设计时，需要注意以下挑战和注意事项：- 保持设计的可靠性和稳定性，避免引入新的故障点。

- 在优化设计中，需要考虑材料成本、制造成本和可维护性等因素。

曲柄摇杆式爬楼梯装置设计

曲柄摇杆式爬楼梯装置设计韩瑞刚（太原学院机械系，山西太原030032）摘要针对星轮式爬升机构稳定性指标r 值较大，影响运行稳定这一问题，提出了一种曲柄摇杆式爬楼梯装置。

研究了曲柄摇杆机构杆长对运动轨迹的影响，并对装置进行设计，使其r 值减小了22%；应用SolidWorks 软件对装置进行建模及爬楼过程仿真，得到其空载和施加载荷时的运行轨迹图，确定了方案的可行性；并进行样机测试，验证了装置的运行稳定性。

研究结果说明，曲柄摇杆式爬楼梯装置的设计思路是正确的，对于开发类似产品有借鉴意义。

关键词曲柄摇杆机构爬楼梯装置SolidWorks 仿真样机测试Design of Crank Rocker Type Climbing Stair DeviceHan Ruigang（Mechanical Department ，Taiyuan Institute ，Taiyuan 030032，China ）Abstract Aiming at the problem that the stability index r value of star-wheel climbing mechanism islarge ，which affects the operation stability ，a kind of crank rocker climbing stair device is proposed.The influ‐ence of crank rocker mechanism rod length on trajectory is studied.The structure size of the crank rocker type climbing mechanism is designed while the r is reduced by 22%.The modeling of crank rocker type climbing stair device and the simulation of the process of climbing stairs are carried out by SolidWorks software ，the motion tra‐jectory diagram when the vehicle is unloaded and loaded is obtained ，the feasibility of the scheme is determined.A prototype test is carried out to verify the stable operation of the device.The results show that the design idea of crank-rocker stair climbing device is correct ，and it has reference significance for developing similar products.Key wordsCrank rocker mechanismClimbing stair deviceSolidWorks simulationPrototyping test‐ing0引言爬楼梯装置运行稳定性指标一般用运行轨迹半径来r 衡量[1-4]，其大小约为支架运动曲线纵向跨度（楼梯斜边垂直方向）的一半，r 值越大越不平稳。

第二章-曲柄摇杆机构、四杆机构设计

由于传动角γ在简图中非常直观，所以平面连杆机构习惯于用传动角γ来表示机构的传动性能。机构工作时，其传动角是作周期变化的。
1 为保证机构的传力性能良好，
应使最小传动角γmin≥ 。一般许用值 =40°～50°。
重载大功率时取大值。
曲柄摇杆机构中，最小传动角γmin 总是发生于曲柄与机架共线和重叠共线的两位置之一，如图所示。 (具体证明见P30页)
急回运动特性可用行程速度变化系数（也称行程速比系数）K 表示。
v2
C1C2/t2
t1
1
180°＋θ
K＝──＝────＝──＝──＝───── （2-1）
v1
C1C2/t1
t2
2
180°－θ
θ ──摇杆处于两极限
位置时，对应的曲
柄所夹的锐角，称
为极位夹角。
K 值越大，急回特性愈明显。一般机械中，1≤K≤2。
l1＋l4≤l2＋l3
（2-4）
l1＋l3≤l2＋l4
（2-5）
l1＋l2≤l4＋l3
（2-6）
l1 ≤ l2 l1 ≤ l4 即杆１最短。 l1 ≤ l3
由此可得铰链四杆机构有整转副的条件是：
(1) 整转副是由最短杆与其邻边组成的;
(1) 整转副是由最短杆与其邻边组成的; (2) 最短杆与最长杆长度之和，应小于或等于其余两杆长度之和。
二、导杆机构
导杆机构是改变曲柄滑块机构中的固定构件而演化来的。如图a 所示的曲柄滑块机构，若改取杆1为固定构件，即得图b 所示导杆机构。杆4 称为导杆。滑块３相对导杆滑动并一起绕Ａ点转动。通常取杆２为原动件。
导杆机构的的特点：
传动角始终等于90°。具有很好的传力性能，故常用于牛头刨床、插床和回转式油泵之中。验法源自作图法直观，解析法精确，实验法简便。

按传动角要求设计曲柄摇杆机构的解析法

按传动角要求设计曲柄摇杆机构的解析法随着工业现代化的发展和制造行业技术的不断提升，越来越多的机械制造和设计任务需要使用一些特殊和复杂的机械架构。

其中，曲柄摇杆机构是一种经典的机构结构，用于把旋转运动转换为直线运动。

在设计曲柄摇杆机构时，如何按照传动角要求进行设计是一个非常重要的问题。

曲柄摇杆机构是一种广泛使用的机构，常用于发动机、飞机、农用机械、打印机等领域。

对于曲柄摇杆机构的设计来说，首先需要了解曲柄摇杆机构的基本组成部分。

它主要包含曲柄、摇杆和连杆三个部分，其中曲柄为主动件，摇杆和连杆为从动件。

曲柄的旋转运动会带动连杆和摇杆一起运动，从而实现机械传动。

在曲柄摇杆机构的设计中，传动角是一个非常重要的参数。

传动角指曲柄在一个转动周期内所转过的角度，通常用单位弧度来表示。

在曲柄摇杆机构的运动过程中，传动角的大小决定了从动部件的行程大小和速度，主动部件的转速以及机械运动的稳定性。

因此，在进行曲柄摇杆机构的设计时，要按照传动角要求进行设计。

按照传动角要求进行曲柄摇杆机构的设计可以使用解析法。

解析法是一种以解析表达式为基础的计算方法。

它可以通过建立数学模型和方程式来进行曲柄摇杆机构的计算和优化。

下面，我们将介绍这种方法的基本流程。

1.建立曲柄摇杆机构的数学模型在使用解析法进行曲柄摇杆机构设计之前，需要首先建立一个数学模型。

数学模型是完整的系统表达式，它可以表述整个机械件之间的关系。

数学模型的建立可以通过画出曲柄摇杆机构的结构示意图，确定每个部分的参数，以及根据机构运动原理编写各个部分的运动关系方程。

2.解析方程求解曲柄摇杆机构的传动角建立曲柄摇杆机构的数学模型之后，就可以根据运动关系方程求解传动角。

具体的求解方法是，使用解析表达式代替运动关系方程中的参数，将它们代入方程式中求解。

通过解析方程求解曲柄摇杆机构的传动角，我们可以确定不同转动角度下的运动参数，比如速度、行程等。

3.计算曲柄摇杆机构的传动角误差在曲柄摇杆机构设计过程中，需要进行传动角误差计算。

曲柄摇杆机构的运动分析及快速优化设计

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的最小数值ＭＮＡＧＥ和最大数值ＭＸＡＧＥＩ＿ＮＬＡ —ＮＬ，如图２所示。创建曲柄摇杆机构摆角的“ 系” 析特征，关分根据摆角等于最大的ＣＡ减去最小的ＣＡ所ＤＤ，
以关系式设为：
＝
（）在装配模块中为２
设计与制造
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机械研究与应用・
曲柄摇杆机构的运动分析及快速优化设计
谢晓华
（州职业技术学院，湖南永州永４５０）２１０）
摘
要：用ＰｏＥ对曲柄摇杆机构进行运动分析，运ｒ／创建机构的特征参数，对机构进行敏感度分析。通过设置辅助再
Ａｂｔａｔｎｔｉｒｃｅ，ｈｔｎｏｅｃａｋ—ｒｃｅｃａｉｍｓｎｒｓｒｃ：ＩｈｓａｔｌｔｅｍｏｏｆｔｒｎｉｉｈｏｋｒｍｅｈｎｓｕｉｇＰｏ／Ｅｉｎｌｚｄ，ｅｃａａｔｒｔａａｔｒａａｙｅｔｈｒｃｅｓｃｐｍｅｅｓｓｈｉｉｒａｅｃｅｔｄ。ｔｅｅｍｅｈｎｓｓｓｎｉｖｔｒｎｌｚｄｒｒａｅｈｎｔｃａｉｍｅｓｔｉａｅａａｙｅ．Ｂｅｔｇｔｅａｘｌｒｏｄｔｎ，ｔｅｆａｉｉｔａｙｉｎｈｉｙｙｓｔｎｈｕｉａｙｃｎｉｏｓｌｅｓｂｌａｌｓｓａｄ叩－ｉｉｉｌｉｎｙｔｌｄｓｎａｅｇｖｎｔｃａｉｍ．Ｉｉｒｖａｈｔｏｓｃｎｅｉｎ．ｐａｔａｄｐｅｉｉｎｉｅｉｒｉｅｏｍｅｈｎｓｍａｇｔｓｐｏｅｔｔｔｅｍｅｄｉｏｖｎｅｔｒｃｉｌａｒｃｓ。ｄｈｈｃｎｏ

曲柄摇杆机构设计方案

例题3：已知一翻料机构，连杆长BC=400mm，连杆两个位置关系试设计此四杆机构。
人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。
已知摇杆cd的长为75mm行程速比系数k15机架ad长度为100mm又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角等于45度
例题1：试设计一曲柄滑块机构。已知其滑块的行程速比系数K=1.5，滑块的冲程 H=50mm，偏距e=10mm。
例题2：设计一铰链四杆机构。已知摇杆 CD的长为75mm，行程速比系数K=1.5，机架AD长度为100mm，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角等于45度。试用图解法求其曲柄AB和连杆BC的长度。

曲柄摇杆机构计算公式

曲柄摇杆机构计算公式
曲柄摇杆机构是一种常见的机械传动机构，用于将旋转运动转换为往复运动。

在设计和分析曲柄摇杆机构时，需要使用一些计算公式。

以下是常用的曲柄摇杆机构计算公式：
1. 曲柄转角公式
曲柄转角是指曲柄轴线与水平面之间的夹角，用θ表示。

曲柄转角的大小与摇杆运动的范围有关。

曲柄转角公式如下：θ = arctan (l*sinφ / (r-l*cosφ))
其中，l表示连杆长度，r表示曲柄半径，φ表示摇杆偏角（摇杆与曲柄轴线的夹角）。

2. 摇杆长度公式
摇杆长度是指摇杆的长度，用l表示。

摇杆长度公式如下：
l = sqrt((x1-x2)^2 + (y1-y2)^2)
其中，(x1, y1)表示摇杆连接点的坐标，(x2, y2)表示曲柄连接点的坐标。

3. 连杆角速度公式
连杆角速度是指连杆的角速度，用ω表示。

连杆角速度公式如下：
ω = (2πn) / 60
其中，n表示转速，单位为转/分。

4. 连杆角加速度公式
连杆角加速度是指连杆的角加速度，用α表示。

连杆角加速度公式如下：
α = (4π^2n^2) / 60
其中，n表示转速，单位为转/分。

以上是曲柄摇杆机构常用的计算公式，对于机构的设计和分析具有重要的指导意义。

关于K≥3时曲柄摇杆机构设计方法的研究

2008年9月第七卷第3期滁州职业技术学院学报JO U R N A L O F C H U ZH O UV O C A l l O N A L＆TE C H N I C A L C O I L E G ESep．2008、b1．7N o．3关于K≥3时曲柄摇杆机构设计方法的研究苏有良(滁洲职业技术学院机电工程系，安徽滁州239000)摘要：文中就现行极位夹角定义加以拓展，解决了行程速比系数K值与极位夹角矛盾．按拓展后的极位夹角定义，文中提出当K≥3(口≥缈)图解与解析设计的方法，所述设计方法简单可行，符合工程实际需要．关键词：极位夹角；行程速比系数；设计方法中图分类号：TH l32．44文献标识码：A文章编号：1671—5993(2008)03-0059-03引言：曲柄摇杆机构结构简单、应用广泛。

目前普遍采用图解和解析的方法予以设计。

按文献【l】中行程速比系数K=器，该公式中极位夹角9定义为锐角，所以行程速比系数K只能小于3．而在工程实际中行程速比系数X≥3(9≥900)是存在的，而按文献[1l qb所阐述的设计方法，在K≥3(口≥90D)时适用性存在局限。

现就极位夹角定义所存在的问题，以及当K≥3时曲柄摇杆机构相关设计问题做些探讨，以供同行参考。

1．极位夹角0行程速比系数K①．问题提出：按文献【1】极位夹角定义与行程速比系数K值的矛盾性和极位夹角定义的拓展。

图(1)曲柄摇杆机构的急回特性是指原动件(曲柄)作匀速定轴转动，从动件对于机架作往复摆动或移动的连杆机构，从动件正行程(-1-作行程)和反行程(非工作行程)位移量相同，而所需的时间在一定条件下不相等，造成从动件正反行程的平均速度不相等的现象，称为机构的急回特性，并用行程速比系数K来表示。

肛锶篇燃黼≥㈣^-顶动砰硬行雷蕊夏猛莉乒1～1J由图1可知：F一旦一堕一—1800—+0㈨“。

一yf一蜴一1800-0、。

／按文献[1】对极位夹角的定义：它是指曲柄摇杆机构处于极限位置时，曲柄与连杆两次共线所夹的锐角。