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譯文:
認(rèn)識曲柄搖臂機(jī)構(gòu)設(shè)計的最優(yōu)傳動方法
摘要:一種曲柄搖臂機(jī)構(gòu)設(shè)計的最優(yōu)傳動的方法被提出。這種優(yōu)化組合設(shè)計被用來找出最優(yōu)的傳遞參數(shù)。得出最優(yōu)傳遞圖。在圖中,在極小的傳動角度之間, 滑移速度變化系數(shù),搖臂的擺動角度和桿的長度被直觀地顯示。 這是這種方法擁有的主要特征。根據(jù)指定的要求,它將傳動角度之下的最優(yōu)傳動參數(shù)直接地表達(dá)在圖上。通過這種方法,機(jī)械傳動的特性能用以獲取最優(yōu)傳動效果。特別是, 這種方法是簡單和實用的。
關(guān)鍵字:曲柄搖臂機(jī)構(gòu) 最優(yōu)傳動角度 滑移速度變化系數(shù)
0 介紹
由曲柄搖臂機(jī)構(gòu)設(shè)計的常規(guī)方法, 在各種各樣的參量之間很難找出優(yōu)化組合的最優(yōu)傳動。通過本文介紹的圖面設(shè)計方法可以幫助達(dá)到這個目的。在指定的情況下,通過觀查設(shè)計圖面, 我們就能得到每個參量和另外一個曲柄搖臂機(jī)構(gòu)設(shè)計之間的聯(lián)系。由因認(rèn)識最優(yōu)傳動。
具體的設(shè)計的理論和方法, 以及它們各自的應(yīng)用事例將在以下介紹。
1 優(yōu)化傳動設(shè)計的建立
優(yōu)化傳動的設(shè)計一直是設(shè)計師改進(jìn)傳輸效率和追求產(chǎn)量的最重要的索引的當(dāng)中一個。曲柄搖臂機(jī)構(gòu)被廣泛應(yīng)用在機(jī)械傳動中。如何改進(jìn)工作效率和減少多余的功率損失直接地與滑移速度變化系數(shù),搖臂的擺動角度和曲柄搖臂的比率有關(guān)系。這些參數(shù)的合理組合采用對機(jī)械效率和產(chǎn)量有重要作用, 這些主要體現(xiàn)在極小的傳輸角度上。
認(rèn)識機(jī)械優(yōu)化傳動目的是找到極小的傳輸角度的最大值。設(shè)計參數(shù)是適度地減少限制而且分開的合理優(yōu)化方法的結(jié)合。因此,完全限制領(lǐng)域的優(yōu)化傳動建立了。
以下步驟被采用在通常的設(shè)計方法。 首先,測量出搖臂的長度和搖臂的擺動角度的初始值。 然后滑移速度變化系數(shù)的值被定在允許的范圍內(nèi)。 同時,曲柄固定的鉸接座標(biāo)可能被認(rèn)為是任意值。
1.1 曲柄搖臂機(jī)構(gòu)桿的長度
由圖Fig.1,左弧是點(diǎn)被允許的領(lǐng)域。點(diǎn)的座標(biāo)的選擇從點(diǎn)到點(diǎn)。
點(diǎn)的座標(biāo)是
(1)
(2)
當(dāng),高度,在range(0 ,) 被逐漸增加。如果選的越小,計算精度將越高。 是設(shè)計圓的半徑。是從到的距離。
(3)
計算弧和的長度,機(jī)械桿對應(yīng)于點(diǎn)的長度是obtained[1,2 ] 。
1.2 極小的傳動角度
極小的傳動角度 (參見Fig.2) 由equations[3]確定
(4)
(5)
(6)
由于——曲柄的長度(毫米)
——連桿的長度(毫米)
——搖臂的長度(毫米)
——機(jī)器的長度(毫米)
首先, 我們比較極小值和。 并且我們記錄所有的值大于或等于,然后選擇他們之間的最大值。
第二, 我們發(fā)現(xiàn)最大值對應(yīng)于一個逐漸變小的范圍的任一個擺動的角度 (最大值是不同于擺動的角度和滑移速度變化系數(shù)) 。
最后, 我們相似地慢慢縮小搖臂的長度。 因而我們能獲得最大值對應(yīng)于桿的不同長度, 另外擺動的角度和滑移速度變化系數(shù)。
Fig.3成功的表達(dá)設(shè)計的目的。
它確定了無論是搖臂的長度,最大值出現(xiàn)的地點(diǎn),只與搖臂的長度和機(jī)械的長度的比率/有關(guān), 當(dāng)確定時。
2 設(shè)計方法
2.1 認(rèn)識最優(yōu)傳動設(shè)計下滑移速度變化系數(shù)和搖臂的最大擺動的角度
設(shè)計步驟如下。
(1) 根據(jù)所給的和, 通常采取對發(fā)現(xiàn)極限角度的解釋。 桿的長度的對應(yīng)的比率/是從圖Fig.3獲得的 。
(7)
(2) 根據(jù)工作要求選擇搖臂的長度, 機(jī)械的長度是從比率/獲得的。
(3) 任意地選擇固定的鉸接的中心作為端點(diǎn),并且做一個等腰三角形,令一條邊與搖臂的長度相等 (參見Fig.4),令。 然后做, 連接,并且做角度。 因而增加了交點(diǎn)和。 最后, 畫三角形。
(4)以點(diǎn)作為圓的中心,為半徑畫圓弧。 弧交點(diǎn)在點(diǎn)。 點(diǎn)是曲柄的固定鉸接的中心。
所以, 從曲柄的長度
(8)
并且連桿的長度
(9)
我們將獲得曲柄搖臂機(jī)構(gòu)包括,,和。因而優(yōu)化傳動加工會在指定的情況下進(jìn)行。
2.2 認(rèn)識優(yōu)化傳動設(shè)計下?lián)u臂的長度(或機(jī)械的長度) 和滑移速度變化系數(shù)
我們采取以下步驟。
(1)根據(jù)選擇的確定桿的適當(dāng)比率/。 此外,我們得出機(jī)械 (搖臂的長度) 。
(2) 搖臂對應(yīng)的擺動的角度可以從圖Fig.3 獲得。 并且我們計算出極限角度。
然后根據(jù)2.1重覆(3) 和(4)
3 設(shè)計例子
已知的條件是, 滑移速度變化系數(shù)和最大擺動角度。 提出曲柄搖臂機(jī)械優(yōu)化傳動圖方法設(shè)計方案。
首先, 通過公式(7),我們能計算出極限角度。 然后,我們通過表格Fig.3 查出以及和的值。
假設(shè)mm, 然后我們將得出mm。
然后, 做sketch(omitted) 。
最后, 算出桿的長度分別是 mm, mm, mm, mm.
極小傳動角度是
結(jié)果由計算可得 mm, mm, mm, mm。
在運(yùn)用Auto CAD 制圖設(shè)計的情況, 可達(dá)到非常精確設(shè)計結(jié)果。
4結(jié)論
認(rèn)識圖解法解答曲柄搖臂機(jī)構(gòu)的最優(yōu)傳動。這種方法是簡單和實用的。通常在機(jī)械設(shè)計中, 將0.1 毫米作為最小有效精度是足夠的。