曲柄滑块机构的定义

曲柄滑块机构的定义

曲柄滑块机构是铰链四杆机构的演化形式,由若干刚性构件用低副(回转副、移动副)联接而成的一种机构。是由曲柄（或曲轴、偏心轮）、连杆滑块通过移动副和转动副组成的机构。

曲柄滑块的特点及应用

常用于将曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动;或者将滑块的往复直线运动转换为曲柄的回转运动。对曲柄滑块机构进行运动特性分析是当已知各构件尺寸参数、位置参数和原动件运动规律时,研究机构其余构件上各点的轨迹、位移、速度、加速度等,从而评价机构是否满足工作性能要求,机构是否发生运动干涉等。曲柄滑块机构具有运动副为低副,各元件间为面接触,构成低副两元件的几何形状比较简单,加工方便,易于得到较高的制造精度等优点,因而在包括煤矿机械在内的各类机械中得到了广泛的应用，如自动送料机构、冲床、内燃机空气压缩机等。

优点：

1.面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传递动力大；

2.低副易于加工，可获得较高精度，成本低；

3.杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制；

4.可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。

缺点：

1.低副中存在间隙，精度低；

2.不容易实现精确复杂的运动规律。

凸轮滑块机构的定义

凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成高副结构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。

与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。

凸轮滑块的特点及应用

.优点：

1.能够实现精确的运动规律；

2.设计较简单。

缺点：1.承载能力低,行程短；

2.凸轮轮廓加工困难。

丝杠螺母机构的定义

丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递能量为主的(如螺旋压力机、千斤顶等)；也有以传递运动为主的如机床工作台的进给丝杠)；还有调整零件之问相对位置的螺旋传动机构等。

丝杠螺母的特点及应用

优点：

1.结构简单，支撑稳定。

2.制动装置由于滚珠丝杠副的传动效率高，又无自锁能力。

缺点：

1.传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置

2.但其轴向尺寸不宜太长，否则刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。

齿轮

齿轮齿条机构的定义

齿轮齿条传动是将齿轮的回转运动转变为往复直线运动，或将齿条的往复直线运动转变为齿轮的回转运动。

齿轮齿条的特点及应用

齿轮传动是应用最广的传动机构之一，齿轮传动依靠主动轮于从动轮齿的啮合，传递运动与动力。

优点：

1.传递动力大，效率高；

2.寿命长，工作平稳，可靠性高；

3.能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。

缺点：

1.制造，安装精度要求较高，因而成本也较高；

2.不宜作与距离传动。

传动方案的选择

根据以上四种种方案的各个特点，选择第一种方案作为电动线锯机的传动系统方案。这样电动线锯机的主要驱动部件就是由曲柄滑块组成。这种机构是使回转运动和往复运动互相转换的一种机构。电机的回转运动通过驱动曲柄滑块机构准换成上下往复运动，曲柄滑块的特性是用r和L的比值λ（λ=r/L）l来说明的，一般λ≤，λ越小，机构的工作效率就越高。

在运动分析中认为曲柄机构的曲柄等速回转，其角速度为：

W=π×n/30（弧度/秒）

式中：n —曲柄轴转速，已知转速为2800转/分

线锯机的曲柄轴角速度为

w =π⨯2800/30

一般情况下λ≤，在这里λ取，则

λ=r/L=

S=2r

r=15mm

又已知线锯机的上下往复行程为30mm

所以从上面公式可以计算出 L=100mm ，r=15mm

图如上图所示：

调速系统的设计

齿轮调速：

因为要求该线锯机的齿条速度在500~1500r/min 之间可以进行调节，所以其总传动比

i=12/n n =2800/1500=934/500=.

所以在我们设计齿轮的时候其传动比i=.。

方案采用单级斜圆柱斜齿减速器，在相同的工作条件下，采用斜齿轮调速可比直齿轮获得较小的几何传动尺寸，也就是说斜齿轮传动比直齿轮传动具有较大的承载能力。齿轮调速又与其他调速（如皮带轮）相比、传动比精确、稳定、效率高、传递损失的功率最小。结构简图如图所示：

圆柱齿轮的传动的设计计算

1.选择齿轮材料

小齿轮： 45钢 调制

2501=HB

大齿轮： 45钢 正火

1902=HB 2.初步计算

齿宽系数d ϕ：由教材（邱宣怀遍第四版，下同）

取：d ϕ=1

接触疲劳极限：Mpa Him 5601=σ

Mpa Him 5302=σ

初步计算许用接触应力[H σ]:

[1H σ]19.0H σ≈=*560=504Mpa

[2H σ]≈2H σ=*530=477Mpa

取d A 值：由表得d A =85 估计15=β度

初步计算小轮直径1d ： 3211)]

[(182H E H d Z Z u u kT d σφ±≥

⇒1d =