偏置滑块机构的设计

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行程速比系数最大的偏置曲柄滑块机构代数法设计

行程速比系数最大的偏置曲柄滑块机构代数法设计王洪欣【期刊名称】《《江苏建筑职业技术学院学报》》【年(卷),期】2019(019)002【总页数】5页(P30-34)【关键词】机械学; 偏置曲柄滑块机构; 代数方法; 行程速比系数最大; 函数的极值【作者】王洪欣【作者单位】中国矿业大学徐海学院江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】TH112.1平面四杆连杆机构因结构简单且又能完成许多任务,所以在生产上获得了广泛的应用并得到深入的研究,其中对曲柄摇杆机构[1-7]与曲柄滑块机构[8-19]研究得最多,研究的内容主要集中在满足许用传动角条件与最小传动角的最大化[4-9,12-18]上,研究的方法多为代数方法,只有文献[19]以微分方法确定曲柄滑块机构的最大行程速比系数,该方法相对复杂难以计算.最大行程速比系数是机械设计追求的一项重要指标,其反映的是空程时间最短以提高机器的工作效率.本文将函数的极值理论与代数方法相结合,研究了行程速比系数最大化的曲柄滑块机构代数设计方法,获得的设计公式相对简单且易于计算,通过一个实例展示了设计过程与结果.1 偏置曲柄滑块机构的代数设计方程偏置曲柄滑块机构如图1所示,设曲柄1的杆长为a,连杆2的杆长为b,滑块3的行程为H,偏置量为e,极位夹角为θ,行程速比系数K 与θ的关系为图1 偏置曲柄滑块机构的几何关系Fig.1 Geometrical relationship of offset crank slider mechanism当该机构到达最小传动角γmin位置时,如图2所示,最小传动角γmin的函数关系为图2 偏置曲柄滑块机构的最小传动角Fig.2 Minimum transmission angle of offset crank slider mechanism在图2中,对ΔAC 1C 2 应用余弦定理得H 2=(b+a)2+(b-a)2-2(b+a)(b-a)cosθ,于是得连杆2的杆长b的函数关系为在图2中,δ为滑块3到达左极限位置时连杆2与x 1轴的夹角,δ的函数关系为对ΔAC 1C 2应用正弦定理得将式(4)代入式(5)得连杆2杆长b的表达式为消去式(3)与式(6)中的b为将tan(θ/2)=(1-cosθ)/sinθ代入上式得偏置量e 为联立式(2)与式(6)消去b将sinθ转化为tan(θ/2)的函数得将式(7)代入式(8),消去e得令x=a/H,y=tan(θ/2),式(9)转化为式(10)是y 关于x 的隐函数,行程速比系数K的最大值K max对应θ达到最大值θmax,即y 达到最大值,为此,对式(10)取y 关于x 的一阶导数并令其值等于零,于是得x 使y 取得极大值的条件,即θ取得极大值,y 关于x 的一阶导数为消去式(10)、式(11)中的最小传动角γmin得为由式(12)得x 为式(14)的x=y/2为增根舍去,将式(15)代入式(10)的左边得将式(15)代入式(10)的右边得为此,得γmin与y 的函数关系为将γmin取为许用值[γ]、由式(16)得y 的六次代数方程为上式的左边为上式的右边为左边等于右边得令z=y 2,引入系数a 1、a 2、a 3,于是,式(17)表达为关于z的三次代数标准方程为令,q=a 3-a 1a 2/3,式(18)表达为无U 2项的三次代数方程为令,式(18)的可解三次代数方程为式(19)的一个实数解为于是,得z、y、θ分别为x 由式(15)求解,曲柄1的杆长a为偏置量e由式(7)求解;连杆2的杆长b 由式(6)求解.2 偏置曲柄滑块机构的运动方程如图1所示的偏置曲柄滑块机构的位移方程及其解S 3与ψ 分别为令滑块3 的速度V 31=d S 3/d t、加速度a 31=d2S 3/d t 2、加速度的一次变化率q 31=d3S 3/d t 3.3 偏置曲柄滑块机构的设计实例在砖坯生产自动线上,一组纵向位移的砖坯要转为横向位移,以便机械手抓取后转位加以码垛,要求行程速比系数最大以减少空程时间,行程H=1 800 mm,最小传动角γmin等于许用传动角[γ]=40°,试按行程速比系数最大设计该机构.由以上公式得a 1、a 2、a 3、p、q、U、z、y、θ、x、a、e与b 分别为设计出的曲柄滑块机构如图3所示,当曲柄1的ω1=1 rad/s时,经运动分析与VB 编程计算后,得滑块3位移为S 3(mm)、速度V 31(mm/s)、加速度a 31(mm/s2)、加速度的一次变换率为q 31(mm/s3)关于曲柄1 转角φ 的曲线关系如图4 所示.应用表明,生产率比之前按最小传动角γmin=40°、凭经验选择偏置量e=550 mm 的设计提高了8%.图3 设计出的偏置曲柄滑块机构Fig.3 Offset crank slider mechanism designed corresponding the over conditions图4 偏置曲柄滑块机构的传动特征Fig.4 Transmission properties of the offset crank slider mechanism4 结论通过建立机构的最小传动角几何关系与极限位置的几何关系,结合隐函数取得极大值的必要条件,建立了许用传动角条件下的行程速比系数达到最大的六次代数方程,通过两次变量代换降为三次代数可解方程,从而获得了偏置曲柄滑块机构具有最大行程速比系数的代数设计方程组.设计实例表明了该方法相对简单,既无理论上的设计误差,又无须迭代计算.【相关文献】[1] 李明,蒋天弟.基于传力条件的具有急回特征的四杆机构设计[J].机械科学与技术,2001,20(4)：545-546.[2] 杨世明,金国光.平面连杆机构平均传动角及其应用研究[J].机械,2008,35(3)：1-3.[3] 车林仙.按许用传动角综合曲柄摇杆机构的非迭代法[J].机械设计,2010,27(1)：53-56.[4] 楼云江,邓雷.基于最佳平均传动角的曲柄摇杆机构设计[J].机械设计,2011,28(8)：34-37.[5] 程友联,吴晓红.按最佳传动角设计偏置曲柄摇杆机构的闭式解[J].机械设计与研究,2009(6)：28-30.[6] 苏有良.按最小传动角最大的曲柄摇杆机构优化设计[J].机械设计,2014,31(6)：29-33.[7] 王洪欣,张雪梅,陈海英,等.按许用压力角设计曲柄摇杆机构的非迭代方法[J].机械设计,1998,15(1)：4-6.[8] 苏有良.根据许用压力角、k、H 设计曲柄滑块机构的解析法[J].机械设计,2008,25(9)：71-73.[9] 李洁,车林仙,何兵.按传动角优化曲柄滑块机构的约束粒子群算法[J].机械设计,2012,29(1)：65-68.[10] 韩继光,王贵成.按行程速比系数设计曲柄滑块机构的解析法[J].机械设计,2004,21(12)：55-56.[11] 高朝祥,王充.基于粒子群算法的曲柄滑块机构优化设计[J].包装机械,2011,27(4)：101-103.[12] 李延平,常勇.具有许用传动角[γ]的平面曲柄滑块机构设计[J].机械科学与技术,2002,21(2)：243-244.[13] 常勇.具有许用传动角和最显著急回特性的平面曲柄滑块机构设计[J].集美大学学报(自然科学版),2002,7(1)：23-25.[14] 常勇.具有最佳传动角的平面曲柄滑块机构的解析解法[J].机械科学与技术,2002,21(6)：957-958.[15] 娄建国.根据工作行程最优传动角设计曲柄滑块机构[J].机械与电子,2004,23(1)：26-28.[16] 年四甜.按最佳传动角设计偏置曲柄滑块机构[J].机械设计,2008,25(12)：48-50.[17] 金熙哲,王玉新,郭为盅.传动角最优的曲柄滑块机构多变量优化设计[J].上海交通大学学报,2007,41(4)：561-564.[18] 朱佳金.基于Creo2.2偏置曲柄滑块机构优化设计[J].机械设计,2015,32(11)：36-39.[19] 孟兆明,唐仁刚,赵海霞,等.采用微分法确定曲柄滑块机构最大行程速比系数[J].机械设计,2007,24(9)：42-43.。

(完整word版)偏置曲柄滑块机构计算

具有最优传力性能的曲柄滑块机构的设计宁海霞1董萍摘要：在曲柄滑块机构的设计中，将x作为设计变量，求出已知滑块行程H，行程速比系数K 时机构传力性能最优的x值，使得最小传动角γmin为最大，从而设计出此机构.关键词：最优传力性能；曲柄滑块机构;行程速比系数；最小传动角机器种类很多，但它们都是由各种机构组成的，曲柄滑块机构就是常用机构之一。

它有一个重要特点是具有急回特性。

故按行程速比系数K设计具有最优传力性能的曲柄滑块机构是设计中常遇到的问题。

本文将x作为设计变量，给出了解决问题的方法。

设计一曲柄滑块机构,已知：滑块行程H，行程速比系数K，待定设计参数为a、b和e。

1作者简介：宁海霞(1977-)，女，山东潍坊人，工程硕士，讲师，研究方向：机械设计、复合材料AC 1=x,x 作为a 、b 和e 与设计变量x 之间在△AC 1C 2中θcos ))((2)()(222a b a b a b a b H +--++-=因为 x a b =-所以 θcos )2(2)2(222a x x a x x H +-++=2sin )1(cos 222θθx H x a -+-= （2)又因为 xe ax C AC b a H /2)sin(sin 21+=∠+=θ所以 H a x e /)2(sin 22+=θ （3)将 a x b += 代入（1）)(cos 1min a x ae ++=-γ （4）将式（2）、（3）代入式（4），γmin 仅为 x 的函数,则可求得γmin 的值。

二、设计最优传力性能的曲柄滑块机构设计变量 x 的取值范围。

寻优区间起点在C 1处:x min =0寻优区间终点在M 点：θtg H x =max 在 x 的取值范围内根据式（2)、（3）和（4）可求得x 一一对应的γmin 值。

利用一维寻优最优化技术黄金分割法，来求γmin 取极大值时的x 值.将γmin 最大时的x 值代入(2）、（3）求出a 、e ，由b=x+a 求出b 值。

按最佳传动角设计偏置曲柄滑块机构

。由于曲柄固定
铰链点位置不同 , 机构最小传动角大小也不同 , 这种设计很难使得最小传动角取得最大值。文中通过引进辅助角 β , 建立传动角γ 与极位夹角θ 和辅助角β 之间的数学关系 , 利用 M atlab编程求出当最小传动角取得最大值时对应的辅助角 β值 , 再根据辅助角 β确定曲柄转动中心的位置 , 从而使设计的曲柄滑块机构具有最佳传动性能 [ 2 ] 。
基于竹子微观结构的柱状结构仿生设计
马建峰 ,陈五一 ,赵岭 ,赵大海
1 1 1 2
3
( 1. 北京航空航天大学机械工程及自动化学院 ,北京 100083; 2. 沈阳飞机设计研究所 ,辽宁沈阳 110035)
49
3 最小传动角 γ m in 与极位夹角 θ
之间的数学关系
K
3 β ( ) / °
如图 3所示 , 在圆的左边弧 C1 E取 A 点 , 设该机构曲柄的长度为 a, 连杆的长度为 b, 偏心距为 e。 AC1 是曲柄和连杆处于重叠共线时的位置 , 所以 AC1 = b - a; AC2 是曲柄和连杆处于拉直共线时的位置 , 所以 AC2 = a + b。 C1 C2 是导路的方向线 , AD 就是偏心距 e。设 ∠AC2 C1 =β(由β 可确定 A点的位置 ) , 由曲柄滑块机构固定铰链点 A 位置选择在弧 C1 E或 C2 F上可知 ,β > 0 ° , θ +β < 90 ° , 辅助角 β 的取值范围为 0 °< β < 90 °- θ 。
46. 27 45. 44. 43. 42. 42. 41. 40. 39. 39. 36 48 63 81 00 22 46 73 00
13. 24 13. 13. 13. 13. 13. 13. 13. 13. 13. 35 41 46 52 57 58 64 64 64

关于偏置式曲柄滑块机构的优化设计及运动分析论文

关于偏置式曲柄滑块机构的优化设计及运动分析论文关于偏置式曲柄滑块机构的优化设计及运动分析论文1引言曲柄滑块机构是机械设计中常用的一种机构。

按行程速比系数K 设计平面曲柄滑块机构的问题一般归纳为:已知滑块行程H、行程速比系数K,通常有辅助条件,如给定偏距e(或给定曲柄长度r2,或给定连杆长度r3),来设计曲柄滑块机构(即确定未知长度尺寸),最后校验最小传动角γmin。

对该问题的求解,传统采用简单、直观的图解法,但设计精度较低。

利用Matlab解析法可迅速精确地设计曲柄滑块机构。

机构运动分析是根据给定的原动件运动规律,求出机构中其它构件的运动。

通过分析可以确定某些构件运动所需的空间,校验其运动是否干涉;速度分析可以确定机构从动件的速度是否合乎要求;加速度分析为惯性力计算提供加速度数据。

运动分析是综合分析和力分析的基础。

使用Matlab中的Simulink,可对动态系统进行建模、分析和仿真。

从而在形成实际系统前,能进行适时的修正,以减少总体设计时间,实现高效开发的目的。

2优化设计2.1设计实例及方程例如:要求设计滑块的'行程H=100mm,K=1.25,γmin≥40°的曲柄滑块机构。

式中:r1为滑块位移;r2为曲柄长度;r3为连杆长度;r4为偏距。

根据图1建立矢量方程:r2+r3=r1+r4速度方程的矩阵形式:1r3sinθ30-r3cosθ3·r1ω3=-ω2r2sinθ2ω2r2cosθ2加速度方程的矩阵形式:1r3sinθ30-r3cosθ3¨r2α3=-α2r2sinθ2-r2ω22cosθ2-r3ω23cosθ3α2r2cosθ2-r2ω22sinθ2-r3ω23sinθ3根据行程,极位夹角,行程速比系数,最小传动角的定义可推出以下方程:θ=K-1K+1×180°θ=arcsinr4r3-r2-arcsinr4r3+r2H=(r2+r3)2-r24-(r3-r2)2-r24γmin=arcosr2+r4r3式中:K为行程速比系数;H为行程;θ为极位夹角;γmin为最小传动角。

偏置曲柄滑块机构计算

具有最优传力性能的曲柄滑块机构的设计宁海霞1董萍摘要：在曲柄滑块机构的设计中，将x作为设计变量，求出已知滑块行程H，行程速比系数K 时机构传力性能最优的x 值，使得最小传动角γmin为最大，从而设计出此机构。

关键词：最优传力性能；曲柄滑块机构；行程速比系数；最小传动角机器种类很多，但它们都是由各种机构组成的，曲柄滑块机构就是常用机构之一。

它有一个重要特点是具有急回特性。

故按行程速比系数 K 设计具有最优传力性能的曲柄滑块机构是设计中常遇到的问题。

本文将 x 作为设计变量，给出了解决问题的方法。

一、x 和最小传动角γmin 的关系1．最小传动角γmin的计算曲柄滑块机构如图 1 所示，图中 AB 为曲柄，长度为 a，BC 为连杆，长度为 b，偏心距为 e。

γ愈大，对机构传动愈有利，它是机构传动性能的重要指标之一，工程上常以γ值来衡量机构的传力性能。

1作者简介：宁海霞（1设计、复合材料图 1当主动件为曲柄时，随着其位置不同，γ值亦不同，最小传动角γmin 出现在曲柄与滑块导路垂直的位置，其值为：min= cos-1(a +e) (1)b2．X 和最小传动角γmin 的关系设计一曲柄滑块机构，已知：滑块行程H，行程速比系数 K，待定设计参数为 a 、 b 和 e 。

K - 1计算极位夹角： = 180K -1K + 1根据已知条件，作出图2，曲柄支点在圆周上，它的位置决定传力性能，现设 AC1=x，x 作为设计变量，一旦确定了 A 点的位置，a、b 和 e 也就确定。

下面找出 a、b和 e与设计变量 x之间的关系。

图2 在△AC1C2中(2)H 2 = (b -a )2 +(b +a )2 -2(b -a )(b +a )cosb -a =xH 2 = x 2 + (x + 2a )2 - 2x (x + 2a ) cosx (cos-1) + H 2 - x 2 sin 2a = 2a +b x + 2 asin(AC C ) e / x 所以 e = sin（x 2 +2a 2）/ H（3）将 b = x +a 代入（1）-1 e + a min = cos -1 （ e + a）（4） x +a将式（2）、（ 3）代入式（4），γmin 仅为 x 的函数，则可求得γmin 的值。

基于ABAQUS的偏置曲柄滑块机构运动仿真分析

基于ABAQUS的偏置曲柄滑块机构运动仿真分析
王剑宏;肖洁
【期刊名称】《农业装备技术》
【年(卷),期】2024(50)2
【摘要】曲柄滑块机构广泛应用于往复活塞式发动机、压缩机、冲床等机构中,曲柄滑块机构以曲柄为主动件,滑块为从动件,将曲柄的转动转换为滑块的往复运动。

为了研究偏心距对曲柄滑块机构的影响,通过在三维设计软件UG建立曲柄滑块机构UG模型,并使用ABAQUS软件对不同偏心距的曲柄滑块机构进行动力学仿真分析,仿真结果分析了曲柄滑块机构的位移曲线以及应力变化曲线,发现偏置曲柄滑块机构具有急回特性,因此在需要较稳定的场合,尽可能不要使用偏置曲柄滑块机构,应使用对心曲柄滑块机构,合适的偏心距可以降低连杆连接处的应力,因此在低速重载的场合应该使用小偏心距的偏置曲柄滑块机构。

【总页数】3页(P47-48)
【作者】王剑宏;肖洁
【作者单位】贵州省毕节市农业机械研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TG3
【相关文献】
1.基于MATLAB_Simulink的偏置式曲柄滑块机构运动学仿真
2.基于Simmechanics的偏置曲柄滑块机构运动学建模及仿真研究
3.基于SolidWorks
偏置曲柄滑块机构运动仿真分析4.基于ADAMS的偏置曲柄滑块机构的运动学及动力学仿真研究5.基于Matlab的偏置曲柄滑块机构的运动特性仿真研究
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偏置曲柄滑块机构的行程速比系数

偏置曲柄滑块机构是一种常用的机械传动装置，其行程速比系数是衡量其性能的重要指标之一。

本文将从以下几个方面对偏置曲柄滑块机构的行程速比系数进行探讨。

一、偏置曲柄滑块机构的基本结构和工作原理偏置曲柄滑块机构由曲柄、连杆和滑块三部分组成，通过曲柄的旋转驱动连杆运动，进而带动滑块进行直线往复运动。

其工作原理如下：当曲柄旋转时，连杆由于铰接在曲柄和滑块上，会受到离心力的作用而产生往复运动，最终带动滑块进行直线往复运动。

二、行程速比系数的定义和计算方法行程速比系数是指偏置曲柄滑块机构在工作过程中，滑块在两个极值点（即最大位移点和最小位移点）的速度比值。

行程速比系数可用公式表示如下：\[S = \frac{v_{max}}{v_{min}}\]其中，S为行程速比系数，v_{max}为滑块在最大位移点的速度，v_{min}为滑块在最小位移点的速度。

通过测量这两个速度并代入公式中，即可得到偏置曲柄滑块机构的行程速比系数。

三、影响偏置曲柄滑块机构行程速比系数的因素1. 曲柄长度：曲柄长度的不同会影响到曲柄的旋转角度和速度，进而影响到连杆的往复运动速度，从而影响到滑块的速度，最终影响行程速比系数。

2. 连杆长度：连杆长度的变化会改变连杆的往复运动轨迹，进而影响到滑块的速度变化，从而影响行程速比系数。

3. 滑块质量和摩擦系数：滑块的质量和摩擦系数的变化会影响滑块的运动阻力，进而影响到滑块的速度，最终影响行程速比系数。

四、优化偏置曲柄滑块机构行程速比系数的方法1. 优化设计曲柄和连杆：通过合理设计曲柄和连杆的长度和结构，可以使偏置曲柄滑块机构在运动过程中速度更加均匀，从而优化行程速比系数。

2. 采用低摩擦材料和润滑方式：选择低摩擦系数的材料，并采用合适的润滑方式，可以降低滑块的摩擦阻力，从而优化行程速比系数。

3. 控制滑块质量和惯性：通过控制滑块的质量和惯性，可以减小滑块的惯性力，使其运动更加平稳，从而优化行程速比系数。

最佳传力特性的偏置曲柄滑块机构解析法设计

图2
3 设计实例
设已知行程速比系数 K= 1. 15, 滑块行程 H =
200 mm。试按最佳传力特性设计以曲柄为原动件
的曲柄滑块机构。
解:
¹ 求极位夹角 H= 180b( K- 1) / ( K+ 1) = 12.
55 8139 53b
º 求最优解 m 由式 ( 9 ) 、( 10 ) 得: s = 0.
式中
f m( m , n ) = ( 2msinH- 1) /
{ n 2 - 1m + ( n2 - m 2) si nH22} 0. 5
f n( m , n) = 1m - ( n 2 + m 2) sinH2/ n /
{ n 2 - 1m + ( n2 - m 2) si nH22} 0. 5
<m( m , n ) = 2mcos 2( H/ 2)
292149186, G= 106. 2083653b, m1 = 0. 47626137, m3 = 0. 055015644= mc= t g ( H/ 2) / 2, 故有 m = m 1=
0. 47626137
» 求设计参数 a、b、e
曲柄长
a= mH = 95. 25227418 mm;
由式( 1) 得 b= 294. 6162641 mm;
<( m , n) = m 2 cos2( H/ 2) + n 2sin 2( H/ 2) - 1/ 4
=0
( 4)
f ( m , n) = Cm in
= arccos{ 1m + ( n2 - m 2) sinH2/ n} ( 5)
设 K为任意常数, 构造函数

偏置曲柄滑块机构存在的几何条件

偏置曲柄滑块机构存在的几何条件偏置曲柄滑块机构是一种常见的机械传动装置，广泛应用于各个领域，如发动机、压力机、工业机械等。

它的设计和运行需要满足一定的几何条件，以确保其正常工作和高效性能。

本文将介绍偏置曲柄滑块机构存在的几何条件。

首先，偏置曲柄滑块机构由曲柄、连杆和滑块组成。

其中，曲柄是一个旋转的轴，连杆将曲柄和滑块连接起来。

在机构设计中，几何条件必须满足以下几个方面。

1.连杆长度与曲柄半径的关系：连杆的长度决定了滑块的行程和速度。

根据几何关系，连杆长度应该等于曲柄半径加上滑块行程的一半。

这样设计可以确保在曲柄旋转一周时，滑块完成一个完整的往复运动。

2.曲柄和连杆之间的角度：曲柄和连杆之间的夹角也是重要的几何条件。

它会影响滑块的速度和力的传递。

通常情况下，曲柄和连杆之间的夹角应该小于90度，以确保连杆在滑动过程中保持正常的运动轨迹。

3.滑块轨迹的设计：滑块的轨迹形状也是几何条件中的重要考虑因素。

根据具体的工作要求，滑块的轨迹可以是直线、椭圆形或其他形状。

设计时需要根据应用场景和所需的运动特性选择合适的滑块轨迹形状。

4.曲柄和连杆的刚度和稳定性：在偏置曲柄滑块机构中，曲柄和连杆的刚度和稳定性也是关键的几何条件。

它们需要足够的强度和刚度，以承受工作载荷并保持稳定的运动。

合理的材料选择和结构设计可以确保机构的稳定性和耐久性。

5.摩擦和润滑：最后一个几何条件是摩擦和润滑的考虑。

滑块和连杆接触面之间的摩擦会影响机构的效率和磨损程度。

因此，适当的润滑和摩擦控制是必要的，以减少能量损失和零部件的磨损。

总之，偏置曲柄滑块机构存在一系列的几何条件，包括连杆长度与曲柄半径的关系、曲柄和连杆之间的角度、滑块轨迹的设计、曲柄和连杆的刚度和稳定性，以及摩擦和润滑等因素。

这些几何条件的合理设计和满足将确保偏置曲柄滑块机构的正常工作和高效性能，在各个领域发挥重要的作用。

希望本文能够对读者理解偏置曲柄滑块机构的几何条件提供一定的帮助，并在实际应用中起到指导作用。

偏置曲柄滑块机构课程设计

偏置曲柄滑块机构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解偏置曲柄滑块机构的基本原理与结构，掌握其运动规律及设计要点。

2. 学生能掌握偏置曲柄滑块机构的类型及其在不同应用场景中的优缺点。

3. 学生能运用数学和力学知识分析偏置曲柄滑块机构的运动和受力情况。

技能目标：1. 学生能运用CAD软件绘制偏置曲柄滑块机构的示意图，并进行简单的运动仿真。

2. 学生能根据给定的条件，设计简单的偏置曲柄滑块机构，并分析其运动性能。

3. 学生能通过实验和观察，验证偏置曲柄滑块机构的运动规律和设计原理。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计的兴趣，激发创新意识，提高解决实际问题的能力。

2. 培养学生团队合作精神，学会倾听、交流、协作，提高沟通能力。

3. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，养成良好的学习习惯。

本课程针对高年级学生，结合偏置曲柄滑块机构的知识深度，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的机械设计能力、动手操作能力和创新能力。

课程目标明确，可衡量，便于教师进行教学设计和评估。

通过本课程的学习，学生将能够掌握偏置曲柄滑块机构的基本知识和技能，为今后的学习和工作打下坚实基础。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 偏置曲柄滑块机构的基本原理与结构：- 曲柄滑块机构的定义及分类- 偏置曲柄滑块机构的结构特点与工作原理- 教材第二章第一节：曲柄滑块机构的基本概念2. 偏置曲柄滑块机构的运动分析：- 运动规律及运动方程- 偏置距对运动性能的影响- 教材第二章第二节：曲柄滑块机构的运动分析3. 偏置曲柄滑块机构的设计方法：- 设计步骤及要点- 参数选择与优化- 教材第二章第三节：曲柄滑块机构的设计方法4. 偏置曲柄滑块机构的CAD软件应用：- CAD软件的基本操作与绘图技巧- 运动仿真及分析- 教材第二章第四节：曲柄滑块机构的CAD软件应用5. 偏置曲柄滑块机构的实验与观察：- 实验设备与操作方法- 实验数据的收集与分析- 教材第二章第五节：曲柄滑块机构的实验研究教学内容按照以上安排，系统性地介绍了偏置曲柄滑块机构的基本知识、设计方法和实践应用。

偏置曲柄滑块机构的运动学分析

研究生课程论文科目：是否进修生？是□ 否■偏置曲柄滑块机构的运动学分析摘要：综合利用函数法和矢量法，在ADAMS软件中对偏置式曲柄滑块机构进行了仿真和运动分析。

首先，通过函数法对偏置式曲柄滑块机构的运动特性进行分析，根据矢量法建立机构的运动学矩阵方程。

然后，介绍了ADAMS在偏置曲柄滑块机构运动学及动力学分析中的应用。

通过对偏置曲柄滑块进行仿真和分析，得到其运动曲线。

该方法的仿真形象直观，测量方便，在机械系统运动学特性分析中具有一定的应用价值。

关键词：偏置曲柄滑块；ADAMS；仿真；运动学Abstract: The article analyzes the simulation and kinetic characteristic of deflection slider-crank mechanism by the function and the vector method in ADAMS．The kinematic equation of the deflection slider-crank mechanism is established by vector method. The application of ADAMS in kinematics analysis of slider-crank mechanism is presented. The motion and dynamic curves of offset slider-crank by ADAMS/View is obtained. In the method, simulation is authentic, visualized and convenient in measurement. The result shows that the method is efficient and useful in the kinematic characteristics analysis of mechanism.Keyword: offset slider-crank mechanism ; ADAMS; simulation ; kinematic0.引言平面连杆机构是由若干个构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平而机构，它不仅在众多工农业机械和工程机械中得到广泛应用，还应用于人造卫星太阳能板的展开机构、机械手的传动机构等。

偏置结构曲柄连杆滑块机构压力机设计

偏置结构曲柄连杆滑块机构压力机设计杨莉;赵乾胜;秦泗吉;杨里明【摘要】By considering the influence of dynamic load caused by the acceleration of the connecting rod,the mechanics analysis has been performed to the slider-crank mechanism.The results show that there is no lateral force on the slider when it moves to the lowest position for the conventional mechanism,but there is some lateral force for the offset slider-crank mechanism.The relations among the lateral force and offset value,link rod quality,crank rotating speed as well as the mass center has been derived by considering the influence of acceleration and weight of the link rod for the offset configuration press.Furthermore,the influence of rod size,rated working load,link rod quality,gravity position and crank rotating speed to the lateral force of the slider has been analyzed.Some concrete measures to decrease or eliminate the lateral force have been put forward.The research results provide theoretical basis for designing this type press.%考虑加速度而引起的动载荷的影响,对曲柄连杆滑块机构进行了力学分析.结果表明,正置结构的滑块在下死点无侧向力的作用,而偏置结构的滑块在下死点一般存在一定的侧向力.针对偏置结构的压力机,考虑连杆加速度和自重的影响,导出了滑块侧向力与偏置量、连杆质量、曲柄转速以及质心位置等的关系式.进一步分析了杆系尺寸、额定工作载荷、连杆质量和重心位置以及曲柄转速等对滑块所受侧向力的影响,给出了减小或消除滑块所受侧向力的具体方法,可为这类压力机的设计提供理论依据.【期刊名称】《锻压装备与制造技术》【年(卷),期】2017(052)001【总页数】4页(P28-31)【关键词】机械压力机;曲柄连杆滑块机构;偏置结构;动力学分析;设计【作者】杨莉;赵乾胜;秦泗吉;杨里明【作者单位】燕山大学机械工程学院,河北秦皇岛066004;燕山大学机械工程学院,河北秦皇岛066004;燕山大学机械工程学院,河北秦皇岛066004;扬州锻压机床股份有限公司,江苏扬州225128;广东福迪汽车有限公司,广东佛山528225【正文语种】中文【中图分类】TG315.5机械压力机广泛用于金属的塑性加工，也普遍用于非金属的压制、成型及切断等加工[1，2]。

偏置曲柄滑块机构

一．设计题目：偏置曲柄滑块机构
二．设计内容：
设计曲柄滑块机构，已知曲柄,K=1.5 H=50 e=20 解得θ=36°L AB＝22mm,连杆L BC＝48mm
三．机构运动特征：
1.机构运动简图
2.曲柄以A点为运动中心作周转运动，传到连杆，使连杆带动滑块
作往复移动。

曲柄转动一周，滑块往返运动一次。

四．设计方法：
1.画出机构运动简图：
（1）规划布局后，作两条相互平行的直线，并使其间距为e=20mm，选择其中一条直线并确定曲柄转动中心A,另一条直线为滑块的运动方向线，以A为圆心，AB长为半径作圆，在此圆上随
意确定一点B,以B点为圆心,BC长为半径作圆弧，与滑块的运动方向线相交，于C点，连接AB,BC。

最后确定机架，并标注原动件AB。

如上图所示。

2.选择适当的材料（硬质纸盒，硬质纸板，直径为3mm的塑料管）；
3.根据机构运动简图设计制作各构件；
4．用胶水及塑料管连接各个构件；
5.检查构件连接，测试机构性能。

五．设计结果图：。

偏置曲柄滑块机构与对心曲柄滑块机构的区别

偏置曲柄滑块机构与对心曲柄滑块机构的区别偏置曲柄滑块机构与对心曲柄滑块机构是机械工程中常见的两种运动转换机构，它们在工业生产和机械设计中都有着重要的应用。

两者之间的区别不仅仅在于结构形式上的差异，更在于其在实际应用中所具有的性能特点和适用范围。

在本文中，我们将深入探讨这两种曲柄滑块机构的区别，从结构原理、工作方式、性能特点等方面进行全面评估，以帮助读者更好地理解和应用这两种机构。

一、结构原理1. 偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构由曲柄、连杆和滑块组成，其中曲柄的转动运动通过连杆传递给滑块，实现直线往复运动。

偏置曲柄滑块机构中的曲柄轴和滑块轨迹不在同一轴线上，因此称为偏置结构。

2. 对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构同样由曲柄、连杆和滑块组成，不同之处在于曲柄轴和滑块轨迹在同一轴线上，因此称为对心结构。

这种结构在运动形式上与偏置曲柄滑块机构有所不同。

二、工作方式1. 偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构在工作时，曲柄的旋转运动通过连杆传递给滑块，使得滑块做直线往复运动。

由于曲柄轴和滑块轨迹不在同一轴线上，滑块在往复运动过程中会受到一定的偏置影响，因此运动轨迹相对复杂。

2. 对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构在工作时，曲柄轴和滑块轨迹在同一轴线上，因此滑块在往复运动过程中的轨迹相对简单，运动稳定。

三、性能特点1. 偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构由于其曲柄轴和滑块轨迹不在同一轴线上，因此在运动过程中会受到一定的偏置影响，致使滑块运动不够稳定，因此适用于一些对运动要求不是特别高的场合。

2. 对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构由于其滑块在往复运动过程中的轨迹相对简单，运动相对稳定，因此适用于对运动精度要求较高的场合。

个人观点和理解从以上对偏置曲柄滑块机构与对心曲柄滑块机构的比较可以看出，两者在结构原理、工作方式和性能特点上存在着明显的差异。

在实际工程设计中，我们需要根据具体的应用场合和要求，选择合适的曲柄滑块机构，以确保其性能和稳定性。

曲柄滑块机构的设计3(3页)

本篇再考察一道曲柄滑块机构的设计。

同样是给定行程速比系数来确定杆长。

设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块的行程速比系数为1.5，滑块的行程50，导路的偏距20，求曲柄和连杆长度，并求其最大压力角。

问题分析首先设计机构，然后再求最大压力角。

机构的设计。

先计算出行程速比系数如下那么根据题意，最后的结果应当如下图。

滑块的两个极位之间距离是50mm，而固定铰链A在与CD平行20mm的直线上，而且A点到C,D的夹角是36度。

图解总是从已知条件开始，然后逐步确定未知因素。

本问题中知道三个数字：50mm,20mm,36度。

而这个36度时与DC的距离相关的，所以图解时先画出滑块的两个极限位置，然后确定铰链A所在的水平线，接着就是根据36度这个条件最终确定A的位置。

（1）确定滑块的极位及固定铰链A所在的直线先绘制水平线段C2C1，使得其距离为50mm.然后在其上方20mm的地方绘制一条水平直线I.那么铰链A就应该在这条直线上。

（2）根据极位夹角确定铰链A所在的圆下面要根据极位夹角来确定A所在的曲线，这样，该曲线与上述曲线相交就可以唯一确定A点的位置。

A点到C1，C2形成的夹角是36度。

那么所有与C1，C2形成夹角为36度的点有什么特征呢？---圆周角具有这种特征。

从几何知道，在一个圆上面，对应于同一个圆弧的圆周角都相等。

基于这一点，过C2做直线垂直于C2C1，而作射线C1E与C2C1夹角为90-36=54度，二者交于点E,则C2EC1这个角度就是36度。

现在以C1E为直径做一个圆，则在该圆上任意取一点，该点与C2C1连线的夹角就都是36度，从而A点必然在该圆上面。

根据上述规则做出的上图发现，该圆与水平线I并不相交。

这意味着作图有问题。

实际上，刚才作的C1E在C2C1之下，所以导致不相交。

因此改变策略，在C2C1之上作C1E,使得它与C2C1的夹角为54度。

然后以C1E为直径作出一个圆。

该圆与直线I有两个交点：A1和A2。

偏置滑块机构的设计

偏置滑块机构的设计由题目给定的数据L=100mm行程速比系数K在1。

2—1。

5范围内选取可由曲柄滑块机构的极位夹角公式11801kkθ-=+k=1.2—1.5 ∴其极位夹角θ的取值范围为16.36~36在这范围内取极位夹角为25。

滑块的行程题目给出S=100mm偏置距离e选取40mm用图解法求出各杆的长度如下：由已知滑块的工作行程为100mm，作BB’为100mm，过点B作BB'所在水平面的垂线BP，过点B’作直线作直线B’P交于点P，并使'BPB∠=25.然后过B、B’、P三点作圆。

因为已知偏距e=40mm，所以作直线平行于直线BB’，向下平移40mm，与圆O’交于一点O，则O点为曲柄的支点，连接OB、OB'，则OB—OB’=2aOB+OB’=2b从图中量取得：AB=151.32mm AB’=61。

86mm则可知曲柄滑块机构的：曲柄a=44.73mm 连杆b=106.59mm由已知滑块的工作行程为100mm,作BB’为100mm，过点B作BB’所在水平面的垂线BP,过点B’作直线作直线B’P交于点P，并使'BPB∠=25。

然后过B、B’、P三点作圆.因为已知偏距e=40mm,所以作直线平行于直线BB’，向下平移40mm，与圆O'交于一点O，则O点为曲柄的支点，连接OB、OB’,则OB—OB’=2aOB+OB ’=2b从图中量取得： AB=151。

32mm AB ’=61。

86mm则可知曲柄滑块机构的：曲柄 a=44。

73mm 连杆b=106。

59mm 因为题目要求推头回程向下的距离为30mm ，因此从动件的行程h=30mm 。

由选定条件近休止角为127'90s πφ=推程角为718o πφ=回程角1990s πφ=远休止角'9o πφ=，h=30mm ，基圆半径050r =mm ，从动杆长度为40mm ，滚子半径5r r =mm 。

电动机的选定及传动系统方案的设计1、电动机转速、功率的确定题目要求5—6s 包装一个件，即要求曲柄和凸轮的转速为12r/min 考虑到转速比较低，因此可选用低转速的电动机，查常用电动机规格，选用Y160L —8型电动机，其转速为720r/min,功率为7.5kW 。

给定行程、极位夹角解析设计偏置曲柄滑块机构

ＪＵＮＬＯＨＺＯＯＡＩＮＬＥＨＩＡＯＬＧＯＲＡＦＵＨＵＶＣＴＯＡ＆ＴＣＮＣＬＣＩＥＥＣ
Ｓｐ２０ｅ．０１Ｖｏ．．１Ｎｏ３９
给定行程、极位夹角解析设计偏置曲柄滑块机构
苏有良
（合肥工业大学机械与汽车Ｉ程学院，安徽合肥２００）３０９
其设计例命题一般是：已知滑块的行程、行程速比系数和一些附加条件，进行设计平面曲柄滑块机构。设计的方法主要有图解法和解析法，图解法在高校教材中有详细介绍，我们较为熟悉，解析法在
一
②作一直线
，并取
。成（０一）９。的
清析。
一
设计计算公式的推导
已知曲柄滑块机构的行程速比系数为后Ｈ行、程为［。图解法设计此曲柄滑块机构：１］
① ０：
ｌ０８ｏ计算出极位夹角０。
图１
收稿日期：ＯＯ０ — ２２１－９０
作者简介：苏有良（９９）男，１６－，安徽滁州人，滁州职业技术学院机电工程系副教授，合肥工业大学在读硕士，侧重研究组合机构设计。
解：
× ８ｏ１０
．。３６
１．给定曲柄ａ设计公式：将（）３代入（）１式得方程：
ｆＣ２／ｚ一ｚ坐一：Ｓｉ２口：ｌＯ２ｆ／ｌ４Ｓｎ
式：
ｆ：４ｍｍａ５
解方程（）给定曲柄长度ａ的设计计算公６得
通过设计实例可知在给定行程行程速比系数条件下依据所推导的曲柄连杆偏距取值范围不等式即可算出其相应的结构尺寸取值范围在相应取值范围内确定曲柄连杆偏距中的某一结构尺寸后即可代入所推导的设计计算公式进行结构尺寸解析设计计算设计过程简捷明了易于完成

给定行程、极位夹角解析设计偏置曲柄滑块机构

作者：苏有良
作者机构：合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009
出版物刊名：滁州职业技术学院学报
页码： 64-65页
年卷期： 2010年第3期
主题词：设计公式最大压力角取值范围
摘要：通过分析曲柄滑块机构处于极限位置其结构尺寸和角度所存在的事实关系,建立方程式;并通过分析曲柄滑块机构图解原理图,推导出曲柄、连杆、偏距在给定行程、极位夹角条件下其取值范围。

设计中在相应取值范围内确定曲柄、连杆、偏距中的某一结构尺寸,即可代入所推导的设计计算公式进行结构尺寸解析设计计算,设计过程简捷明了。