偏置曲柄滑塊機構計算

1、12 具有最優(yōu)傳力性能的曲柄滑塊機構的設計寧海霞1董萍摘要：在曲柄滑塊機構的設計中，將x作為設計變量，求出已知滑塊行程H，行程速比系數(shù)K時機構傳力性能最優(yōu)的x值，使得最小傳動角Ymin為最大，從而設計出此機構。關鍵詞：最優(yōu)傳力性能；曲柄滑塊機構；行程速比系數(shù)；最小傳動角機器種類很多，但它們都是由各種機構組成的，曲柄滑塊機構就是常用機構之一。它有一個重要特點是具有急回特性。故按行程速比系數(shù)K設計具有最優(yōu)傳力性能的曲柄滑塊機構是設計中常遇到的問題。本文將x作為設計變量，給出了解決問題的方法。一、x和最小傳動角Y的關系min1.最小傳動角Y的計算min曲柄滑塊機構如圖1所示，圖中AB為曲柄，長度為a

2、,BC為連桿，長度為b,偏心距為e。Y愈大，對機構傳動愈有利，它是機構傳動性能的重要指標之一，工程上常以Y值來衡量機構的傳力性能。圖1當主動件為曲柄時，隨著其位置不同，Y值亦不同，最小傳動角Y出現(xiàn)min在曲柄與滑塊導路垂直的位置，其值為：1)Y=COS-1+)minb2.X和最小傳動角Y的關系min設計一曲柄滑塊機構，已知：滑塊行程H,行程速比系數(shù)K,待定設計參數(shù)為a、b和e。K一1計算極位夾角：0=180。一K+1根據(jù)已知條件，作出圖2,曲柄支點在圓周上，它的位置決定傳力性能，現(xiàn)設AC=x，x作為設計變量，一旦確定了A點的位置，a、b和e也就確定。下1面找出a、b和e與設計變量x之間的關系。

3、圖2在AACC中(2) H2=(b一a)2+(b+a)2一2(b-a)(b+a)cos0因為ba二x所以H2=x2+(x+2a)2一2x(x+2a)cos0 x(cos01)+斗H2x2sin20a二2a+b又因為角二sin（ZACC）二12x+2ae/x所以e=sin0（x2+2a2）/H將b二x+a代入Y=cos1（e+a）minx+a將式（2）、（3）代入式（4），4）(3)僅為minx的函數(shù)，則可求得Y的值。min二、設計最優(yōu)傳力性能的曲柄滑塊機構設計變量x的取值范圍。尋優(yōu)區(qū)間起點在C處:1x=0min尋優(yōu)區(qū)間終點在M點:Hx=maxtg0在x的取值范圍內根據(jù)式（2）、（3）和（4）可

4、求得X對應的Y值。min利用一維尋優(yōu)最優(yōu)化技術黃金分割法，來求Y取極大值時的x值。min將Y最大時的x值代入（2）、（3）求出a、e,由b=x+a求出b值。min三、設計實例試設計一曲柄滑塊機構，已知滑塊行程H=50mm，行程速比系數(shù)K=1.5。求傳力性能最優(yōu)的曲柄滑塊機構。x的取值范圍為068.819mm，x=19.104mm時，Y的最大值為min27.458。曲柄a=22.537mm連桿b=41.641mm 偏心距e=14.413四、結論本文結合圖解法和解析法把X作為設計變量，給出了根據(jù)行程速比系數(shù)K時最優(yōu)傳力性能的曲柄滑塊機構的最優(yōu)設計方法。參考文獻：1來瞞虔等機械原理教學指南M.北京：

5、高等教育出版社，1998.DesignoftheslidercrankchainwithOptimumDrivingPerformanceNINGHai-xiaDONGPingAbstract:Inthispaper,thedesignvariablexwasusedinthedesignofslidercrankchainwiththedatumoframstroke(H)andstrokevelocityrationcoefficient(K).Slidercrankchaincomestoitsoptimumdrivingperformanceastheminimumdrivinganglem(Ygetsuptothemaximum.Thecorrespondingxwasgot,andtheaccordingslidercrankchainwasprojected.Keywords:optimumdr