简析基于CAD的偏置曲柄滑块机构的设计与研究论文

2020-06-26实用文

简析基于CAD的偏置曲柄滑块机构的设计与研究论文

  0引言

  曲柄滑块机构是指将转动和移动进行相互转换的平面连杆机构。在机器的设计中,曲柄滑块机构得到了广泛应用,该机构既可以将往复移动转换为回转运动;又可以将转动转换为往复移动。工程实践中,对曲柄滑块机构的设计是机构设计中的重要课题。该机构的设计一般采用的是解析计算法,该求解方法以列方程为主,进行求解,但在实际求解中,因为方程里的未知数较多,为多元多次方程,并含有三角函数,使求解过程复杂,计算量大,容易出错,造成设计的效果不理想。本文采用CAD进行图解法与解析法结合,对偏置曲柄滑块机构进行设计,大大简化了求解难度,提高了设计准确度。

  1机构的解析法设计

  设计要求举例:设计一往返直线运动机构,返回的速度要比工作时的速度快,比值约1.5,往返的行程为50cm,且减速箱的轴心与工作平面的'距离为15cm。综合已知条件,可以选择曲柄滑块机构,具有往返直线运动的特点,另外根据条件作图,可设计为偏置曲柄滑块机构。

  图中的AB杆和BC杆的长度都为未知,要根据已知条件,进行设计,可列公式,先进行往返速度的计算。根据行程速度变化系数K=(180°+θ)(/180°-θ)=1.5,可得θ=36°,根据角度绘制极限位置图。

  求出AB杆和BC杆的长度,可根据已知条件,设BC杆为a,AB杆为b,图2中∠CA2A1=a,列出方程:

  1)502=(a+b)2+(a-b)2-2(a+b)(a-b)cos36°;

  2)152+c2=(a-b)2;

  3)152+(c+50)2=(a+b)2。

  或者:

  1)502=(a+b)2+(a-b)2-2(a+b)(a-b)cos36°;

  2)15=(a+b)sinα

  3)15=(a-b)sin(α+36°)

  经过复杂的求解,得出:a=22.4;b=42.2;c=12.9;α=13°。

  这2组方程式解析a、b值都非常麻烦,过程不胜繁琐,在此,可采用CAD的绘图方法求解a、b值,通过几何作图,采用简易方法求解,从而得出AB杆和BC杆的长度。

  2偏置曲柄滑块机构的CAD图解法

  基于CAD的图解法采用了作图加计算的方法,步骤为:

  1)先根据行程为50,θ=36°,作水平线长50的垂直平分线,再作一个角度是90°-36°=54°的直线,与垂直平分线相交于一点,再以交点为圆心,画圆经过长50的垂直平分线的端点。

  2)作水平线的平行线,距离15,与圆相交,连接交点与水平线的两端点,并延长短线。

  3)进行简单计算,(a+b)-(a-b)=2a,或者(a+b)+(ab)=2b也可以。在此采用前者,以E点为圆心,以EF为半径画圆,与EG相交于H点,再以HG为直径画圆。

  4)以E点为圆心,复制直径为HG的圆,与EG相交于K点,测量EK和KG的长度,分别为22.43cm和42.18cm,即为a和b的数值,即曲柄和连杆的长度分别为22.43和42.18cm。

  3仿真分析

  按设计要求,及求出的曲柄和连杆的取值,进行机构的仿真,该机构运动灵活,滑块在曲柄的驱动下,进行往返直线运动。

  4结语

  通过对偏置曲柄滑块机构的求解分析,采用解析法与基于CAD的图解法,并对二者进行了分析比较。相比解析法而言,基于CAD的图解法在机构设计中有化繁为简、化难为易的显著特点,该设计方法不仅降低了设计难度,还提高了设计精度,提高了工作效率,在实际工作中具有重要的意义。

【简析基于CAD的偏置曲柄滑块机构的设计与研究论文】相关文章:

1.基于手持设备的智能球研究与设计论文

2.简析基于web 的虚拟实验平台的设计论文

3.简析基于单片机的多用途定时器的设计论文

4.简析基于无障碍设计理念的电梯设计论文

5.简析程序设计方式改进研究及优化策略论文

6.简析基于大数据平台的动态票额智能预分系统的研究与实现论文

7.基于UGNX软件的机械CAD应用课程教学改革研究论文

8.简析基于DS1302和LCD1602的万年历系统设计论文

上一篇:记叙文与议论文的区别下一篇:特型柱销加工工艺及夹具设计分析论文