基于最大压力角允许值的曲柄滑块机构的设计.pdf

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1、基于最大压力角允许值的曲柄滑块机构的设计徐秀芬新乡学院机电工程学院新乡453003文章编号：1001—0785(2012)07—0028—021问题的提出cos(2)曲柄滑块机构是机械上广泛应用的平面连杆在AADC中有机构，一般的设计方法是：给定滑块的行程速比c。s(+)(3)系数、滑块的冲程H和偏距e，用作图法求出曲由式(2)和式(3)整理得柄的长度a和连杆的长度b。这样设计的结果是唯一的，但不一定是最佳的。因为此时机构的最大。。0一压力角a很大，导致机构的传动性能不佳。本文=arctan(4)按最大压力角具有最小值的要求对曲柄滑块机构由式(2)得尺寸

2、进行优化设计。e=(b一口)cos(5)机构的最大压力角发生在曲柄与滑块导路垂直的2优化设计方法位置，即在ABDC中有根据作图法设计原理可得到图1。sinO=半(6)由上述几何关系可知，在已知K和的情况下，对应曲柄的某一长度a，机构的其他几何尺寸b、e均可确定，并可求出此种情况下机构的最大压力角a；改变机构的尺寸，则0max也变化。越小，机构的传动性能越好。因此，与的最小值相对应的机构尺寸即为这种情况下机构传动性能最佳的设计方案。优化设计过程：取曲柄长度a为设计变量，由图1可知其值与尸轴心A的位置有关。点A可在圆弧C。PC上选取，当点A从P到C(或C)移

3、动时，曲柄长度a单图1曲柄滑块机构的设计原理图调递增。在点P处有a=0，在C：(或C，)处有图1中，极位夹角q；l：，则可确定设计变量的可行域为。∈0=180。(K-1)／(K+1)在AACC2中(0，譬)。由式(6)可得目标函数minam=arcsin月=(b+a)+(6一a)一2(b+口)(b一口)cosO整理得，约束条件则为式(1)、(4)、(5)。此优化设计为一维搜索问题，要求K=1．5，H=75mm。6=／—／-／2-—2a2—(1—+cos0)~运用黄金分割法，编写计算机程序，求解得a=设C2AD=，则在AADC2中有24．61mm，6=41

4、．61mm，e=14．41mm，机构最一28一《起重运输机械》2012(7)大压力角的最小值min0m=62．4。。影响。在实际机械设计中，滑块的冲程日一般由工作要求确定，不能随意设置。3进一步讨论在设计机构时，根据实际情况先确定允许的为了保证机构的传动性能，设计时通常使机最大压力角a⋯(低速轻载时a⋯可取大值，高速重构的最小传动角i≥40。，即要求机构的最大压载时0m．x应取小值)。然后由图2查出对应的行程力角0m。≤40。。以此要求来衡量，上述设计虽然是速比系数K，再结合工作所需的滑块行程日，应用按照具有最小值进行的，但机构的aln仍较大，前文的优化

5、设计方法和程序即可求出机构尺寸。影响机构的传动性能，有必要进一步探讨设计的算例：要求H=100mm，a=60。，由图2查原始数据K、日的取值。出K=1．45，用优化方法可求出口=20．37mm，固定值，改变K值，用前述优化法求出相b=49．74mm，e=17．70mm应的mina⋯。因为0角的取值范围是(0。，4结论9O。)，所以K的取值范围是(1，3)。根据计算结果可作出min0m一K关系曲线，如图2所示。为使曲柄滑块机构具有良好的传动性能，设计时应先确定最大压力角的允许值，此值仅与机构的行程速比系数有关，滑块的行程由实际工作要求确定，然后应用优化设计

6、方法和程序即可求出机构尺寸。参考文献[1]孙先菊，郑玉才．机械设计基础[M]．郑州：河南科学技术出版社，1994．[2]孙恒，陈作模．机构原理[M]．北京：高等教育出版社，1996．[3]陈立宁．机械优化设计[M]．杭州：浙江大学出版社，】989．图2最大压力角与行程速比系数的关系作者地址：河南省新乡市新乡学院机电工程学院改变值，同上求出min0一K关系，其结邮编：453000果与图2相同。说明H的取值对机构传动性能无收稿日期：2011—12—29(上接第21页)型测功机上进行实验，控制器软件运行良好，速信号，即可判断电流大小。度调节稳定。3．3保护功能

7、控制系统设置了过流、短路、蓄电池欠压、过参考文献压、铝基板温度过高等保护措施，所有保护信号均[1]陈伯时．电力拖动自动控制系统[M]．北京：机械工通过4052开关输送到C164CI的T2IN和T4IN端，业出版社，2003．[2]杨成禹，吴学深，赵磊，等．48V／500A全数字交流调只要任何一项起作用，都将立即封锁SPWM波形输速控制器主电路既保护电路设计[J]．起重运输机械，出，禁止三相SPWM的产生，大大提高了运行可靠2011(9)：17—2O．性，同时将故障以代码的形式存储于EEPROM中，并在显示器上显示故障，以备维修时参考。作者：李春卉4试验结

8、果地址：天津市河东区军事交通学院装运机械系装运机械教研室将电压48V、功率为7．