毕业设计--鱼塘自动加料机中曲柄滑块机构的设计

毕业设计--鱼塘自动加料机中曲柄滑块机构的设计内容摘要：

做成惯性筛，使筛子作变速往复运动。 （ 3） 平行双曲柄机构 两曲柄的长度相等且平行，四杆组成平行四边形，因此两曲柄转向一致，且 鱼塘自动加料机中曲柄滑块机构的设计 新疆工业高等专科学校 |机械工程系 5 转速相等。 由于主动曲柄 AB 转动一周，从动曲柄 CD 将会出现两次与连杆 BC共线位置，这样会造成从动曲柄 CD 转向不确定现象。 可以通过增大惯性进行导向。 这种机构在机车上应用较多。 （ 4） 反向双曲柄机构 双边杆相等，但不平行，两曲柄的转向相反，且角速度不相等。 这一特点，可以应用到需要作反相运动的机械装置上去。 例如，双扇门的启闭装置使用该机构，就可保证两扇门能同时关闭 和开启。 （ 5） 双摇杆机构 两摇杆的摆动最大角度发生在： a、连杆与摇杆已拉成一条直线 b、摇杆与连杆已重叠成一条直线 上述极限位置之间的夹角为摇杆摆动的最大角度，如 max 、 max。 一般情况下  ，这种摆角不等的特点能满足汽车、拖拉机转向机构的需要。 平面四杆机构的演化 鱼塘自动加料机中曲柄滑块机构的设计 新疆工业高等专科学校 |机械工程系 6 一般生产中广泛应用着各种四杆机构，这些机构虽然具有不同的外形和构造，但都具有相同的运动特性，或一定的内在联系，并且都可看作是从铰链四杆机构演化而来的。 揭示各种平面四杆机构间的内在联系，可为其分析和设计提供很大的方便。 扩大转动副，使转动副变成移动副 图 21a 所示的曲柄摇杆机构中，杆 1 为曲柄，杆 3 为摇杆，现把杆 4 作成环形槽 ，槽的中心在 D 点，而把杆 3 作成弧形滑块，与环形槽相配合，如图 21b 所示。 由于杆 3仅在环形槽的一部分中运动，因此可将环形槽的多余部分除去，如图 21c 所示。 图 21a、 b、 c所示的机构中，尽管转动副 D 的形状发生了变化，但其相对运动性质却完全相同。 如果再将环形槽的半径增加到无穷大，转动副 D的中心移到无穷远处，则环形槽变成了直槽，而转动副变成了移动副（图 21d），机构演化成偏置曲柄滑块机构。 图中 e为曲柄中心 A至直槽中心线的垂直距离，称为偏距。 当 e≠ 0 时，称为偏置曲柄滑块机构；当 e=0 时，称为对心曲柄滑块机构（图 22a）。 因此可以认为，曲柄滑块机构是从曲柄摇杆机构演化来的。 同样将转动副 C 的半径扩大，使其超过杆 2 的长度，将杆 2 改成滑块在环形槽 3 内绕 C 点转动（图 22b），此时各构件的相对运动都没有发生变化。 将转动副 C 的中心移到无穷远处，环形槽变成直槽，得到了移动导杆机构（图 22c）。 若将图 22a 中对心曲柄滑块机构中的转动副 B 的半径扩大，使之超过杆 1 的长度，杆 1 变成了圆盘 1，则对心曲柄滑块机构演化成偏心轮机构（图 22d）。 图 21 曲柄摇杆机构的演化 鱼塘自动加料机中曲柄滑块机构的设计 新疆工业高等专科学校 |机械工程系 7 图 22 曲柄滑块机构的演化 如图 23 所示，若曲柄 AB 为主动件 ，作连续转动时，则滑块 C 作往复直线运动。 反之，若滑块 C 为主动件作直线运动，则曲柄 AB 则作连续的转动。 该机构在各种机械中应用很广泛。 图 23 曲柄滑块机构 鱼塘自动加料机中曲柄滑块机构的设计 新疆工业高等专科学校 |机械工程系 8 第 3 章 曲柄滑块机构简介 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。 曲柄滑块机构的特性及应用 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。 曲柄滑块机构的分类 根据结构特点，将其分成 3 大类：对心曲柄滑块、偏置曲柄滑块、偏心轮机构。 图 31 对心曲柄滑块 鱼塘自动加料机中曲柄滑块机构的设计 新疆工业高等专科学校 |机械工程系 9 图 32 偏置曲柄滑块机构 图 33 偏心轮机构 曲柄滑块机构的动力学和运动学特性 曲柄滑块的动力学特性 鱼塘自动加料机中曲柄滑块机构的设计 新疆工业高等专科学校 |机械工程系 10 图 34曲柄滑块机构 上图为曲柄滑块机构的受力分析示意图 从曲柄 r 传递到连杆 L 上的力 Fc与滑块发出的压力 F，之间，存在如下关系： coscFF 31 曲柄颈 A 处，沿半径方向的力 Fr和 Fc的关系为： cos( )rcFF  32 将上 2 式联立，可得到： cos( )cosr FF  33 曲柄颈沿 r 方向承受与 Fr 力大小相等的压力。 曲柄颈沿圆周方向所受切向力 FT与半径 r 的乘积，就是转矩 T。 TT p r 34 根据上图可得： sin( )TcFF  35 将（ 31）、（ 34） 代入（ 35）式，则 sin( )cosFT r   36 从上式求出 F 鱼塘自动加料机中曲柄滑块机构的设计 新疆工业高等专科学校 |机械工程系 11 cossin( )TrF   37 一般曲柄连杆机构 L4r，所以，可将 L 看成比 r 大很多，即 L》 r，这时， 角趋近于零。 则上式可以写成： sinTF r  38 按平面几何 的勾股定理，可以导出 22 2() 2s in r r s r s srr  ，将上式代入，则得： 22TF rs s  39 曲柄滑块的运动学特性 图 35 取 A 点为坐标原 点， x 轴水平向右。 在任意瞬时 t，机构的位置如图。 可以假设 C 点的矢径为： r AC AB BC   310 C 点的坐标为其矢径在坐标轴上的投影： 2 2 3 3c os c osx r r 311 2 2 3 3si n si ny r r 312 根据图形可知： 鱼塘自动加料机中曲柄滑块机构的设计 新疆工业高等专科学校 |机械工程系 12 22323s ins in s inr r    313 所以： 2 2 23 2 2c o s 1 sin 1 sin       314 式中， 23rr 是曲柄长与连杆长之比。 将上式休入 X 的表达式中，并考虑到 2 t ，就得到了滑块的运动方程： 2223c o s( ) 1 sinx r t r t     315 图 36 曲柄滑块机构 如图 36 所示，设已知该机构的尺寸 L L2 和 b 及主动件 1 的角位移 1 、角速度 1 和角加速度 1 ，试求连杆 2 的角位移 2 、角速度 2 和角加速度 2 及滑块3 的位移 S、速度 S 和加速度 S。 位移分析： 按图 36 中四边形 OABC 各矢量的方向，有 1212iiL e L e s ib   316 分别取实部与虚部，并在 b 前加符号系数 N，得 1 1 2 2c os c oss L L 317 1122s ina rc s in N b LL   318 鱼塘。