连杆机构优化设计

压缩机中的曲柄连杆机构
总结词
压缩机中的曲柄连杆机构是实现压缩气 体功能的关键部件，通过曲柄的旋转运 动带动连杆的往复运动，从而驱动活塞 在气缸内进行压缩气体的工作。
VS
详细描述
在压缩机中，曲柄连杆机构同样由曲轴、 连杆和活塞组成。曲轴的旋转运动通过连 杆传递给活塞，使活塞在气缸内进行往复 运动，从而实现气体的压缩。这个机构的 设计和优化对于提高压缩机的性能和效率 同样至关重要。
类型与特点
总结词
根据结构和工作原理的不同，曲柄连杆机构可分为多种类型，如单缸、双缸和多缸等。
详细描述
曲柄连杆机构的类型和特点多种多样，根据其结构和工作原理的不同，可以分为单缸、双缸和多缸等多种类型。 不同类型的曲柄连杆机构具有不同的工作特性和应用场景，例如在摩托车、汽车和船舶等领域中都有广泛的应用 。
2023
PART 02
曲柄连杆机构的应用
REPORTING
内燃机中的曲柄连杆机构
总结词
内燃机中的曲柄连杆机构是实现能量转换的关键部件，通过曲柄的旋转运动带动连杆的往复运动，从 而驱动活塞进行吸气、压缩、燃烧和排气工作。
详细描述
在内燃机中，曲柄连杆机构由曲轴、连杆和活塞组成。曲轴是发动机的核心部件，通过曲轴的旋转运 动带动连杆，连杆再将往复运动传递给活塞，使活塞在气缸内进行往复运动。这个机构的设计和优化 对于提高内燃机的性能和效率至关重要。
选择高强度、低摩擦系数的材料，提高机构的使用寿命和传动效率 。
降低曲柄连杆机构的能耗
1 2
优化曲柄连杆机构的运动特性
通过调整机构参数，降低机构在运动过程中的能 量损失。
应用节能技术
采用节能电机或采用能量回收技术，将机构在运 动过程中产生的能量进行回收利用。

详细描述
在曲柄连杆机构中，活塞在气缸内进行往复运动，由于连杆的摆动，使得活塞的直线运 动转变为曲轴的旋转运动。在这个过程中，曲轴的旋转运动将能量输出，驱动车辆或其 他机械运动。曲柄连杆机构的特点在于其能够将活塞的往复运动转变为旋转运动，从而
实现能量的高效转换。
分类与应用
总结词
曲柄连杆机构有多种分类方式，如按照曲轴 的形状可分为直列式和V型式，广泛应用于 汽车、摩托车等动力机械中。
缸体的材料选择也很重要，通常采用高强度合金钢或不锈钢制造，以提高其使用寿 命。
03
曲柄连杆机构的工作特性
运动特性
曲柄连杆机构是发动机中的重要 机构，它将活塞的直线运动转化 为曲轴的旋转运动，实现发动机
的做功过程。
曲柄连杆机构的运动特性包括曲 轴的旋转运动、活塞的往复直线
运动以及连杆的摆动运动等。
优化方法
采用数学建模、数值分析和计算机仿 真等方法进行优化设计。
优化流程
建立曲柄连杆机构的数学模型→确定 优化变量和约束条件→选择合适的优 化算法→进行优化计算→分析优化结 果→改进设计。
优化实例与结果分析
优化实例
以某实际应用的曲柄连杆机构为例，进行优化设计。
结果分析
通过对比优化前后的性能指标，分析优化效果。例如，运动性能提升、能耗降 低、振动减小等。同时，对优化后的曲柄连杆机构进行实验验证，确保优化结 果的可靠性和实用性。
05
曲柄连杆机构的常见问题与维护
常见问题与原因分析
01
02
03
04
曲柄连杆机构异响
由于润滑不良、装配间隙不当 或零件疲劳损坏等原因，可能 导致或曲轴轴瓦材料疲劳 极限较低可能导致曲轴轴瓦烧 蚀，影响曲柄连杆机构的正常 运转。

液压支架四连杆机构设计及运动学 分析
01 引言
03 参考内容
目录
02 机构设计
引言
液压支架是煤矿井下综采工作面的重要设备之一，用于支撑顶板和护帮，以 保证作业安全。四连杆机构是液压支架的重要组成部分，对支架的支撑力和稳定 性有着重要影响。本次演示将介绍液压支架四连杆机构的设计及运动学分析，旨 在为优化支架性能提供理论支持。
在仿生机器人的研究领域中，四足仿生马机器人是一种非常经典的案例。四 足动物，尤其是马，具有非常优异的运动性能和适应能力，因此模仿其运动特征 的机器人具有广泛的应用前景。本次演示将介绍一种凸轮连杆组合机构驱动的四 足仿生马机器人的构型设计与运动学建模分析。
该仿生马机器人主要由凸轮连杆组合机构、驱动装置和四肢关节等组成。其 中，凸轮连杆组合机构是机器人的核心组成部分，其作用是模拟马腿部的运动特 征，包括马腿的伸展和收缩。驱动装置则是控制凸轮连杆组合机构运动的关键部 件，其作用是提供动力，使机器人可以自主运动。四肢关节则是连接凸轮连杆组 合机构和驱动装置的枢纽，其作用是传递运动和动力。
1、降低摩擦损失：减少活塞、连杆和曲轴之间的摩擦是提高内燃机效率的 重要途径。我们可以采用低摩擦材料和润滑技术来降低摩擦损失。
2、优化结构布局：通过改变活塞、连杆和曲轴的结构布局，可以改善力的 传递路径，提高机构的稳定性和效率。例如，可以改变活塞形状、连杆长度和曲 轴半径等参数来优化结构布局。
3、精确控制燃烧过程：燃烧过程是内燃机工作的核心过程之一。通过精确 控制燃烧过程，可以优化燃烧效率，减少废气排放。例如，可以通过精确控制燃 油喷射、点火时间和进气流量等参数来优化燃烧过程。
4、优化冷却系统：内燃机的冷却系统对于保证其正常运行和延长使用寿命 具有重要意义。通过优化冷却系统的设计，可以降低内燃机的温度，减少热损失， 提高效率。例如，可以通过优化散热器、冷却风扇和循环管道等部件的设计来优 化冷却系统。

Ｐｌ ｎ ｒＭ ｕｌｉ — ｉ ａ ａ ａ ｔ —ｌ ｎｋ ｇｅ Ｏｐｔｍｉａ ｉ ｎ Ｄｅ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ ＣＯＳＭ ＯＳ ｏ ｉ ｎ Ｍ ｏ ｅ ｅ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｉ ｚ ｔｏ ｓｇ ｓ ｄ ｏ Ｍ ｔｏ ｖ ｍ ｎｔＳｉ ｌ ｔｏ
ＣＵＩＬｉ ｉ ＧＯＮＧ ａ —ｊｅ ． Ｘｉｏ—ｐｎ ｚ ｉｇ
维普资讯
基 于 Ｃ Ｓ Ｓ ｔ ｎ运 动 仿真 的 平 面 Ｏ ＭＯ Ｍｏｉ ｏ 多连杆机构优化设计
崔利 杰 龚小 平 ， （． １ 空军工程 大学 工程 学 院 ， 西 西安 ７ ０ ３ ；． 陕 １ ０ ８ ２ 空军工程 大学理 学院 ， 西 西安 ７ ０ ５ ） 陕 １ ０ １
为机 构优化 设计提 供 了一 种 高效 、 直观 的仿 真手段 ， 提 高 了对 平面 多连 杆机 构 的分析 设 计 能 力 。 同时 ， 也为 其它机 构 的仿 真设 计提供 了借 鉴 。
０ 引 — 口 ． Ｌ
连杆机 构 由于能有 效地 实现 给定 的运 动规律 和 运动 轨迹 ， 很好 地完成 预定 的动作 ， 因而 在机械和 仪
Ａｉ Ｆｏ ｃ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｉｅ ｓｔ ． ’ ｎ ７ ０ ５ ， ｉａ ｒ ｒ ｅ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ Ｘｉ ａ １ ０ １ Ｃｈ ｎ ）
摘要： 以一种 平 面八 连杆 机 构 为例 建 立 了平 面
多连杆机 构 的优化 数 学模 型 ， 用 Ｍａｌｂ软 件进 行 应 ｔ ａ 了优化设 计 ， 并在 Ｓ ｌ Ｗｏｋ 软件 中建立 了装 配体 ｏｉ ｒ ｓ ｄ 模 型 ， 用 Ｃ ＭＯＳ ｔ ｎ软件 进 行 了机 构 仿 真 ， 应 ０Ｓ Ｍｏｉ ｏ
（ ． ｈｅＥｎｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｉ ｓ ｉｕｔ Ａ ｉ ｒ ｅＥｎｇｉｅ ｒｎ Ｕ ｎｉｅ ｓｔ Ｘｉ ａ ０ 。 １Ｔ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｔｔ ｅ。 ｒＦｏ ｃ ｎ ｅ ｉｇ ｖ ｒ ｉｙ， ’ ｎ ７１ ０３ Ｃｈｉ ； ． ｈｅ Ｓ ｉｎｃ ｎｓ ｉｕ ｅ， ｎａ ２ Ｔ ｃｅ ｅＩ ｔｔ ｔ

３
双摇杆机构。 为此需确定主动摇杆的摆角范围［ ｎ￣． 。 ｈ ， ～］ ｉＯ ｎ／ 根据机构布置关系 ，可以确定出 的最小摆角和最 ． 大摆角的表达式 ：
－
Ｌ２ ｉ ａ２ ２ｎ ｓ
０ ０
Ｌ４ ｉ ａ 一 １ｉ ａ 维普资讯
０ ｆ ｌＲ ㈨ … ’ ａｃ “
ｆ 研究 探讨
一
种用于运送机的平面连杆机构的优化设计
划伟 ｔ 王云鹏 戚开诚 。 ， ． 河北工业大学 机械工程学院 ． 天津 ３０ ３ ：２ 河北津西钢铁股份有限公司 ． ０１０ ． 河北 唐山 ０ ４ ０ ６ ３２
浚 机构 【 看作 是 一 个 心杆 机 构 Ａ Ｃ 与 ・ 五杆机 构 ｌ Ｉ ＢＤ 个 ｄ Ｆ Ｄ组 合 成 分析 ¨ Ｉ该机构 是 堆自由度机 构 ， ＢＦ ．
．
杆为 瓶勒杆 如 闭 ２ 所尔 ． 执行 点 Ｇ需 要将 货物从 术端
点提 升到 ， 的高 度 ， 列 ， ． ｔ 再送 点处 要求 ： 【 ） ， 歼始 的水 运 送 阶段 ． ｎ从 点 Ｇ点位 移 尽量 保持
Ｄ ≤ Ｄ Ｄ ≤ Ｄｗ Ｄ Ｄ ｍ≤ ≤
将位移公式对时间求导 ， 并写成矩阵形式 ， 得到速度
的表达 式 ：
一
Ｌ２ ｉ ａ２ ｌｎ ｓ Ｌ２ ｏ ２ ｌ ｓ ｃ
－
３ｉａ３ ｓｎ
Ｌ３ｏ ３ ｃｓ
０ ０
一
０ ０
２
（） ２ 单独分析部分机构 Ａ Ｃ Ｂ Ｄ可知 ， 该部分机构为一
Ａｂｓ ｃ －ｌ・Ｉｉ ａｌ ｔｌ ｅ ｋ ｎ ｍａ ｉ ｎ ｌｓｓ ｏ ｈｓ ｉｅ ｈ Ｈ ｓ ｌｉ ｓｕ ｉ ｄ ａ ｅ ｎ ｔ ｉ ． ｎ ｐ ｉ ｌｄ ｓｇ ｔ ｏ ｓ ｔ ｔ ｂ ｓ ｐ ｌ ｈ ｉ ｅ ｌ：ａ ａｙ ｉ ｔｌ ｉ ￣ ｅ ａ ｉｒ ｓ ｔｄ ｅ ．ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｓ ｎ ｏ ｔｍａ ｅ ｉ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｉ ｒａ Ｔ ｅ ｔ ｌ ｒ ｄ ｖ ｌｐ ｄ Ｉ ｅ ｉ ｎ ｔ ｍ ｈ ｏ ｂ ｅ ｏ ｈ ｌｎ ｒｌ ｋ ｇ ｎ ｈ ｐ ｒ ｔ ｎ ｔ ｒｌｅ ｏ ｔ ｚ ｔｏ ． ｈ ｔ ｔ ａｉｎ ｏ ｈ ｅ ｅｏ ｅ ｌ ｌ ｌ ｍｉａ ｋ ｔ ｅ ｗ ｂ ｌ ｆｔ ｅ ｐａ ａ ｉ ａ ｅｄｕ ｉｇ ｔ ｅ ｏ ｅ ａｉ ．Ａｆ ｈ ｐ ｉ ａｉ ｎ ｔ ｅ￣ ｌ ｕ ｔ ｆｔｅ ｎ ｒ ｏ ｅ ｍｉ Ｕ ｏ

机械原理课程教案一平面连杆机构及其分析与设计一、教学目标及基本要求1掌握平面连杆机构的基本类型，掌握其演化方法。

2,掌握平面连杆机构的运动特性，包括具有整转副和存在曲柄的条件、急回运动、机构的行程、极限位置、运动的连续性等；3.掌握平面连杆机构运动分析的方法，学会将复杂的平面连杆机构的运动分析问题转换为可用计算机解决的问题。

4.掌握连杆机构的传力特性，包括压力角和传动角、死点位置、机械增益等；正确理解自锁的概念，掌握确定自锁条件的方法。

5,了解平面连杆机构设计的基本问题，掌握根据具体设计条件及实际需要，选择合适的机构型式；学会按2~3个刚体位置设计刚体导引机构、按2~3个连架杆对应位置设计函数生成机构及按K值设计四杆机构；对机构分析与设计的现代解析法有清楚的了解。

二、教学内容及学时分配第一节概述（2学时）第二节平面连杆机构的基本特性及运动分析（4.5学时）第三节平面连杆机构的运动学尺寸设计（3.5学时）三、教学内容的重点和难点重点：1.平面四杆机构的基本型式及其演化方法。

2.平面连杆机构的运动特性，包括存在整转副的条件、从动件的急回运动及运动的连续性；平面连杆机构的传力特性，包括压力角、传动角、死点位置、机械增益。

3.平面连杆机构运动分析的瞬心法、相对运动图解法和杆组法。

4.按给定2~3个位置设计刚体导引机构，按给定的2~3个对应位置设计函数生成机构，按K值设计四杆机构。

难点：1.平面连杆机构运动分析的相对运动图解法求机构的加速度。

2.按给定连架杆的2~3个对应位置设计函数生成机构。

四、教学内容的深化与拓宽平面连杆机构的优化设计。

五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题充分利用多媒体教学手段，围绕教学基本要求进行教学。

在教学中应注意要求学生对基本概念的掌握，如整转副、摆转副、连杆、连架杆、曲柄、摇杆、滑块、低副运动的可逆性、压力角、传动角、极位夹角、行程速度变化系数、死点、自锁、速度影像、加速度影像、装配模式等；基本理论和方法的应用，如影像法在机构的速度分析和加速度分析中的应用、连杆机构设计的刚化一反转法等。

Ｓ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｏｐ ｉ ｉａ ｉ ｎ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｉ － ｒ Ｌｉ ｋ ｇ ｉ ｌ ｔ ｎ ｔ ｚ ｔｏ ｓｇ ｆＳ ｘ Ｂａ ｎ ａ ｅ ｏ ｍ
Ｐｕ ｈ Ｍ ｅ ｈａ ｉｍ ｓ ｄ ｏ ｎｃ ｃ ｎ ｓ Ｂａ ｅ ｎ ＡＤＡＭ Ｓ ｎ ｉｈｔ ／Ｉ ｓｇ
ｓｍｕ ａｉｎ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｈ ｒｖ ｒ ｎ ｏ ｒｃ ｎ ｕ ｔｏ ｆｐ ｎ ｈ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｉ ｅ ｕ ｅ ｙ６ １ ｉ ｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔｔ ｅ ｄ ｉｅ ｃ ａ ｋ ｐ ｗｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉ ｎ ｏ ｕ ｃ ｃ ａ ｉｍ ｓｒ ｄ ｃ ｄ ｂ ０． ７％ ，７ ２ ０． ５％ ｒ ｄ ｃｉ ｎ ｉ ｈ ｒ ｓｕ ｅ ａ ｇｅ ａ ｄ ６１ ０ ｅ ｕ ｔｏ ｎ ｔ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｌ ｎ ． ７％ ｒ ｄ ｔｏ ｎ ｍａ ｉ ｍ ｃ ｅｅ ａ ｉｎ ａ ｏ ｕ ｅ ａ ｅ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｅ ｕｃｉｎ ｉ ｘｍｕ ａ ｃ ｌ ｒ ｔ ｂｓ ｌ ｔ ｆ ｒｏ ｔｍｉａｉ ｎ，ｔ ｅ ｏ ｔｍａ ｏ ｔ ｈ ｐｉ ｌ
ｓｍ ｍ ｔｏ ｆ ｎ ｙｔｒｅ ｉ Ａ Ａ ／ｎｉ ｔ ｎ ｈ ｓｔ ｃｒ ｕ ｌｏｊｃ ｏ ｔ ｍ ｄ ｓ ｎｆｒ ｃ ａ ｉ ｕ ｅ ｄｏ ｉ ｇｔ ｎ Ｄ ＭＳ Ｉｓ ｈ ，ａ ｄｔｕ ｏ ａｒ ｏ ｔ ｈ ｕ ｔ ａ ｇ ｙ ｍｕｔ ｂｅｔ ｐｉ ｉ ｍｕ ｅｉ ｈ ｎｓ ｇ ｏ ｍｅ ｍ．Ｔ ｅ ｈ
第３ Ｏ卷 第 ４期 ２１ ０ ２年 ８月
轻 工 机 械 Ｌ辔ｈ ｎ ｕｔ ａｈｎ ｒ ｔ ｄ ｓ ｙＭ ｃｉｅｙ Ｉ ｒ
Ｖｏ ＿ ０ Ｎ０ ４ ｌ３ ．
Ａ ｕ ． ０１ ｇ２ ２
பைடு நூலகம்
［ 研究 ・ 计］ 设

2023年第47卷第6期Journal of Mechanical Transmission基于Ansys Workbench的研磨仪连杆优化设计况驰1,2李晶2胡俊峰1李卉2（1 江西理工大学机电工程学院，江西赣州341000）（2 广东顺德创新设计研究院，广东佛山528311）摘要为解决现有研磨仪连杆在设计使用年限内出现断裂失效的问题，对连杆进行了结构优化设计。

首先，对连杆所属曲柄滑块机构进行动态静力分析，求解出连杆在1个运动周期内受到的外力，以此作为后续连杆强度分析的理论依据；其次，使用Ansys Workbench完成连杆的静力学强度分析和疲劳强度分析，确定连杆失效是由于疲劳强度不足造成的；最后，以连杆质量最轻为优化目标，以满足疲劳强度要求为约束条件，使用响应面法对连杆进行优化设计。

优化设计确定了合适的过渡圆角半径、薄端圆环厚度和杆身宽度。

仿真结果表明，优化后连杆受到的极限拉伸等效应力最大值降低了58.7%，疲劳寿命增加了1.4倍，能够满足使用要求。

关键词连杆曲柄滑块机构动态静力分析有限元分析响应面优化设计Optimal Design of the Connecting Rod of Vibration Grinding Mills Based onAnsys WorkbenchKuang Chi1,2Li Jing2Hu Junfeng1Li Hui2(1 School of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China)(2 Guangdong Shunde Innovative Design Institute, Foshan 528311, China)Abstract In order to solve the problem of fracture failure of the existing vibration grinding mill connecting rod within the design service life, the structural optimization design of the connecting rod is proposed. Firstly, the kineto-static analysis is used to solve the external force applied to the crank-slider mechanism in one motion cycle, which is used as the theoretical basis for the subsequent strength analysis. Secondly, Ansys Workbench is used to complete the static strength analysis and fatigue strength analysis of the connecting rod. It is determined that the failure of the connecting rod is caused by insufficient fatigue strength. Finally, the response surface methodology is used to optimize the design of the connecting rod. The objective of the optimization is to minimize the mass of the connecting rod, and the optimized constraint is that the fatigue strength of the connecting rod meets the standard. This optimization design determines the appropriate transition fillet radius, thin end ring thickness and shaft width. The maximum tensile load equivalent stress of the optimized connecting rod is reduced by 58.7%, and the fatigue life is increased by 1.4 times. The optimized connecting rod meets the operation requirements.Key words Connecting rod Crank-slider mechanism Kineto-static analysis Finite element analy⁃sis Response surface optimization design0 引言广东顺德创新设计研究院为某公司研制了一款高通量研磨仪用于毛发研磨[1]。

中图分类号：TV621
文献标识码：A
文章编号：1672- 545X（2012）12- 0029- 03
液压挖掘机的挖掘方式一般分为铲斗挖掘、斗 杆挖掘以及复合挖掘。在挖掘比较松软的土质时，为 了节约油耗，一般采用铲斗挖掘的方式，因此，设计 过程中就要尽可能的提高铲斗挖掘力。要提高液压 挖掘机的铲斗挖掘力，就要对连杆机构进行优化设 计，在保证不影响液压挖掘机性能的情况下，利用 ADAMS 的参数优化功能对连杆机构的传动比进行 优化设计，增大传动比，从而提高铲斗挖掘力。
由于知道了三角形 FBA 中三个边的变化情况，
利用海伦公式：
S = 姨P·(P - A)·(P - B)·(P - C) （3）
30
其中，S 为三角形 FBA 的面积；
P = (A + B + C)/2；
A、B、C 分 别 是 FUNCTION_MEA_BA、FUNC-
TION_MEA_BF、MEA_PT2PT_FA。
3 000.0
model_1 MEA_PT2PT_FA:VARIABLE_CLASS/25
2 500.0
2 000.0
1 500.0 0.0 1.0 2.0
Analysis:Last_Run
3.0 4.0 5.0 Time(sec)
6.0 7.0 8.0 2012- 05- 29 13:37:20
图 4 油缸长度的测量曲线 MEA_PT2PT_FA
2 铲斗连杆机构参数化建模
首先对铲斗连杆机构进行必要的简化，如图 2 所示。
F L11 G
L4
A
L5
L6
L3 L2
R1 R2 B L7
R3
L8
E

连杆机构的稳定性分析
01
连杆机构的稳定性是指在一定条件下，机构能够保持其平衡状 态的能力。
02
稳定性分析是连杆机构设计中的重要环节，可以通过静态分析
和动态分析进行评估。
连杆机构的稳定性受到多种因素的影响，如驱动力、阻力和机
03
构参数等。
05 连杆机构的实例分析
实例一：汽车发动机的连杆机构分析
连杆机构组成
连杆机构的传力分析
连杆机构的传力路径
01
分析连杆机构中力的传递路径和方式，了解其传力特性和效率。
连杆机构的传力性能
02
通过计算和分析连杆机构的传力性能，了解其传力效果和优化
方向。
连杆机构的传力损失
03
研究连杆机构在传力过程中的能量损失和效率问题，提出优化
措施。
03 连杆机构的设计
连杆机构的设计原则
工作原理
通过连杆机构的运动，将主轴的旋转运动转化为工作台的往复直线 运动或旋转运动，完成工件的切削、磨削、铣削等加工过程。
特点
传动精度高，刚性好，能够承受较大的切削力和转矩。
06 总结与展望
总结
01
02
03
04
连杆机构在机械工程中具有广 泛应用，如内燃机、压缩机、
印刷机等。
连杆机构设计需要综合考虑运 动学、动力学、强度和刚度等
，力求实现经济效益最大化。
连杆机构的设计流程
1. 明确设计要求
根据实际需求，明确连杆机构的设计任务和目标，包括运 动轨迹、传动效率、可靠性等方面的要求。
2. 选择合适的连杆机构类型
根据设计要求，选择合适的连杆机构类型，如曲柄摇杆机 构、双曲柄机构、双摇杆机构等。
3. 设计连杆机构

总结曲柄连杆机构知识点一、曲柄连杆机构的结构原理1.曲柄连杆机构的基本结构及工作原理曲柄连杆机构由曲柄、连杆和活塞组成，是将旋转运动转换为直线运动的重要机构。

当曲柄进行旋转运动时，连杆受到曲柄的驱动而进行周期性的往复运动，从而带动活塞在缸体内做往复运动。

曲柄连杆机构常用于内燃机中，将曲轴的旋转运动转化为活塞的往复运动，从而驱动汽缸内的工作介质进行工作。

2.曲柄连杆机构的分类曲柄连杆机构根据曲柄与连杆的相对位置和连接方式可以分为直线型曲柄连杆机构、旋转型曲柄连杆机构、曲柄与连杆垂直的曲柄连杆机构等。

这些不同类型的曲柄连杆机构在结构上有所差异，但其基本工作原理是相似的，都是通过曲柄的旋转运动将活塞做往复运动。

3.曲柄连杆机构的优缺点曲柄连杆机构具有结构简单、运动平稳、传动效率高等优点，适用于很多工程领域。

但是也存在一些缺点，比如体积较大、重量较重、制造成本高等，因此在一些特殊情况下可能不适用。

二、曲柄连杆机构的运动分析1.曲柄连杆机构的运动轨迹分析曲柄连杆机构中曲柄的运动轨迹是一个圆周，而连杆的运动轨迹是一个椭圆。

在曲柄连杆机构中，连杆在曲柄的带动下进行往复运动，其运动轨迹是连杆机构设计中需要重点考虑的问题之一。

2.曲柄连杆机构的速度和加速度分析曲柄连杆机构中的速度和加速度分析是设计和计算的重要内容。

通过对曲柄连杆机构的速度和加速度进行分析，可以确定连杆的运动规律，为机构的设计和优化提供依据。

3.曲柄连杆机构的动力分析曲柄连杆机构的动力分析是指针对机构的动力传递和能量转换进行的分析。

通过对曲柄连杆机构的动力分析，可以确定机构的工作性能和能量损失情况，为机构的优化设计提供技术支持。

三、曲柄连杆机构的设计计算1.曲柄连杆机构设计的基本原则曲柄连杆机构的设计需要遵循一定的原则，包括结构合理、运动平稳、传动效率高等。

在设计曲柄连杆机构时，需要充分考虑这些原则，确保机构能够满足工程需求。

2.曲柄连杆机构设计的计算方法曲柄连杆机构的设计计算方法主要包括曲柄长度的设计、连杆长度的设计、活塞行程的设计等。

电 子 凸 轮 开／ 角 度 由 Ｌ Ｄ 屏 幕 设 定 及 监 控 。 关 Ｃ
延 长模具 的使 用 寿命 ， 证 冲压 工件 质 量 的一致 性 。 保
３
结 束 语
多连 杆传 动技 术 和先进 的吨位 监视 系 统在 闭式
双 点 压 力 机 上 的应 用 ， 善 了压 力 机 的 运 动 特 性 ， 改 更
中 图 分 类 号 ： Ｇ３ ５ Ｔ ８ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
１ 引 言 在 多 连 杆 拉 延 压 力 机 中 。 滑 块 的 运 动 特 性 是 由
杆 件 尺寸 的图解 法 和 解 析 法 由 于设 计 工作 量 很 大 ， 精 度 不 高 ，解 析 方 程 组 的 高 度 非 线 性 以 及 设 计 变 量
学 者 们 的 广 泛 关 注 ， 他 们 在 拉 延 压 力 机 设 计 方 面 进
的 参 数 ， 以保 证 滑 块 具 有 符 合 工 艺 要 求 的 最 佳 运 动 特 性 ， 成 为 设 计 工 作 中 的关 键 问 题 ｌ 传 统 的决 定 已 Ｉ １ 。
行 了多 方 面 的 研 究 。但 这 些 研 究 仅 仅 针 对 具 体 的
压 力 机 采 用 数 字 式 吨 位 监 控 系 统 ，通 过 应 变 传
【 范宏才． ２ 】 现代锻压机械． ： 北京 机械工业 出版社 ，９ ４ １９． 【 麦志辉． ３ 】 “ 实用新型专利证书” ５ ７ ５ 号． 第 ５ ５ ２ 双点压 力机的传动机
构 Ｚ ０ ２ ２ ９ ．． 中 华 人 民共 和 国 国 家 知 识 产 权 局 。ｏ ３ ｏ 一 Ｌ２７ １１ ６ ２ ０一６
拉 延 压 力 机 内 外 滑 块 传 动 多 连 杆 机 构 运 动 分 析 和 工

实例E20-5 优化设计实例——液压支架四连杆机构尺寸优化一、问题描述合理选择如图20-13所示液压支架四连杆机构尺寸，使掩护梁和顶梁铰点E 处轨迹的水平摆幅最小。

四连杆机构尺寸包括后连杆长度a 、前后连杆上铰点距离b 、前连杆长度c 、前连杆下铰点的高度d 、前后连杆下铰点水平距离e 、掩护梁长度g （图20-13中线段AE 长度）。

二、优化设计数学模型（1）输入参数输入参数即优化设计中的设计参数。

如图20-13所示，取支架在最高位置时后连杆与水平线夹角Q 1、掩护梁与水平线夹角P 1、后连杆长度a 与掩护梁长度g 的比值I 、前后连杆上铰点距离b 与掩护梁长度g 的比值I 1为输入参数。

（2）目标参数目标参数取掩护梁与顶梁铰接点E 的水平摆幅。

优化目标是使目标参数最小。

图20-13 四连杆机构示意图 图20-14 四连杆机构尺寸的确定（3）约束参数前后连杆长度比值c /a 。

前连杆下铰点的高度d 不宜太大，取d ≤H 1/5，H 1为最大计算高度。

最小高度H 2（见图20-14）时掩护梁与水平线夹角P 2不宜太小。

最小高度H 2时后连杆与水平线夹角Q 2不宜太小。

对掩护式支架，瞬心O 1与E 点连线与水平线夹角¸越小越好。

（4）由输入参数计算四连杆机构尺寸优化设计时，需要由输入参数Q 1、P 1、I 、I 1等计算四连杆机构尺寸，以便建立有限元模型进行运动分析。

可由几何关系，得掩护梁长度111sin sin Q I P H g +=（20-4）则后连杆长度为a =Ig （20-5）前后连杆上铰点距离b为b=I1g （20-6）其余尺寸可按以下方法确定：如图20-14所示，由角度P1、Q1以及按式（20-4）、式（20-5）、式（20-6）计算出的尺寸g、a、b，可以确定机构在最大高度时掩护梁和后连杆的位置E1A1O2以及O2点的位置。

然后由尺寸H2、g、a，可以确定机构在最小高度时掩护梁和后连杆的位置E2 A2O2，以及掩护梁与后连杆垂直时位置（假定E3在竖直线上）E3A3O2。

（ 包 头钢 铁 设 计 研 究 总 院 ， Ｉ 内蒙 古 包 头 ０４ １ ； 包 头 钢铁 学 院 材 料 与 冶 金 工 程 系 ， １００ ２ 内蒙 古 包 头 ０４ １） １００
关量词 ： 连铸机 ； 晶器 ； 结 振动 机构 ； 运动学分析
中 瞳 分 类 号 ：［ Ｉ． Ｔ￣ ２ Ｉ Ｉ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｋｅ ｌ ： ｏ ｉｕ ｕ ａ ｔｒ ｍｏ ｌ ｏ ｃｌ ｌ ａ ｍｅ ｈ ａｓ ；Ｓ ｅ ｔ ｎａｙ ｉ ｙ ｗｏｔ ｅ ｎｌ ｏ ｓｃ ｓｅ ； ｕｄ； ｓ ｉａｉ ｃ ａ ｉｍ ｋｎ ｍａｉ ａ ｌｓｓ ￣ ｎ ｌ ｏ ｅ Ａｂ ｌａ ｔ Ｋｉｅ ｓ ａ ｓｙ ￣ ｉ ｏ ｄｕ ｅ ｏ ｏ ｒｌｎ ａ ｅ ｖｂ ａｉｎ ｄ ｖｃ ｆｍｏｄ ａ ｄ ｍｅ ｈ ａｅ ｌｐａａ ｌ ￣ ａｅ ｏ ｉ ｚｄ．Ａ ｏ ｄ ｅ ｅ ｔｗａ ｓ３ ｃ ： ｎ ｄｅ ｎ ｌｓБайду номын сангаасｓ ｃ ｎ ｃｔｄ ｆｒｆｕ －ｉｋ ｇ ｉｒ ｔ ｌｌｅｏ ｌ ａ ｃ ａ ｉａ ｒ ｍｅｅ － ｏ ａ ｒ ｐｔ ｅ ｍｉ ｇ ｏ ｆ ｃ ｇ
ＬＵ Ｘａ － ｎ ， ＨＯＵ Ｄｅｇ ｎ Ｃ Ｏ ｉｎｇ ｎ ２ ＷＡ Ｇ ａ － ｎ ２ Ｉ ｉ ｊ Ｚ ｏｉ ．ａ ｇ ， Ａ Ｊａ －ａ ｇ ， Ｎ Ｂ ｏｆ ｇ ｅ
（ Ｂ ｏｏ ｎｉｅｒ ｇａ ｄＲ ｓａｃ ｏｐｒｔ ｎｏ ｒｎ且 ｄＳｅ ｌ ｎ ｕｔ ，Ｂ ｏ ｕ０ ４ １ Ｃ ｉａ ２ Ｄ ｐ ｒ ｅ ｔ ｌｒ ｌ ｎ ｔ ｌ ・ Ｉ ａｔｕ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ｎ ｅｅｒｈＣ ｒｏａｉ Ｉ ｉ ｏ ｆ ｏ ｎ ｔｅ Ｉｄ ｓ ｙ ａｌ １０ ０， ｈｎ ； ｅ ａｔ ｎ Ｍａ ｉ ｄ Ｍｅ日 “ ｒ ｏ ｍ ｆ ｏ ｅａａ ｌ ｅｌＥ ￣ｎｅ ｎ ， ＩＴ ［ ｔｕ ａ ｔｕ０ ４ １ Ｃ ｉａ ａ ｎ ｅｆ ｇ Ｕ Ｓ ￣ｏｏ ，Ｂ ｏｏ １０ ０， ｈｎ ） ｉ

Ｋｅ ｒ ｓ ｍｅｈ ｎｓ ｔ ｆ ｎｉｉ ｓｍｔ ｅｉｌ ｃ ａ ｉａ ｐ ｍｕ ｌ ｅｉｎ；ｏ ｉｅ ｄ ｍｉ ｉ ｙｗｏ ｄ ： ｃ ａ ｉｎ ｍｅ ｓ ｔ ｙ ｈ ｓｓｍｅｈ ｎｃ ｌ ｆ ｎ ．ｇ ｃｍｂｎｄ ｍｅ ￣ ｓ ＣＡＤ ｄ ｏ ｏｉ ｄ． ｍ
人 们 在进 行 机 构 的尺度 综 合 时 ， 习惯 于 采用 常 规 的设计方 法 ， 即根 据给定 的设计 条 件 ， 步选 择 有 初
维普资讯
ｚ 辫
２０ ０ ２年 第 ２ ９卷 第 ２期
凸轮一 连杆 组 合 机 构 的优 化 设 计
朱 江
（ 北京石油化工学 院 机械 工程 最． 北京 １２ ０ ） ０ ６０
摘要 ： 泓最 大压 力角为 最小做为优亿 目标 、 并采用坐标轮 换法和黄金 分割 法等优化 方法对 书本 打 包机 中的推 每机构（ ｝ 凸孛
ｒｄｎ ｉｉｇｍｅｈ ｄ ｔ ｐｉ ｉ — ｔｅｄ ｇ ｌｔ ｅｍｅｈ ｎ８ ｐ ｓ ｉｇ ＊ ｏ ｏｏ ｔ ｚ ｍ ｅ ｈ ￣ｉｎ ｏ ｈ ｃ ａ ｉｍ ｕ ｈｎ
ｇ Ｋ ｄ－ ｏ ｌ
ｋ （ｓ ｌ ｃ ｎ ｅ ｔ ｇｒｄ ｃ ｍｂｎ ｄ ｍｅｈ ｎｓ ｓ ｃｎ — ｏ ｎ ｃｉ ｏ ｘ ｉｅ ｎ ） ｃａｉ ｍ ｍ ｕ ｄｉｇ ｎ ｂｎｌ ¨ ｎ
Ｔｈ ｐｔｍ ｕ ｅ ｉ ｎ ｏ ． ～ ｃ ｎ ｃ ｉ ｇ ｒ ｄ ｃ ｍ ｂｎｅ ｃ ｎｉｍ ｅ ｏ ｉ ｍ ｄ ｓｇ ｎ ｃ ｍ ｄ ｏ ｎｅ ｔｎ ｏ ｏ ｉ ｄ ｍｅ ｈａ ｓ
Ｚ ＨＵ ｉ ｇ Ｉｎ ａ
（ ｅ ￣ｔ ｅ ｌ ｆ ＇ｍ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｂ ｉ ． Ｉｓ ｔ ｌ ｌ ｅｎ － ｈ ｔｉ ］ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｂ ｉ ｇ １ ２ ０ ， ｈｎ ） Ｄ ｌ ｒ ｎ ｈ ａ ａ Ｅ ｇｎ ｅｉ ， ｅ ｉｇ ｎｔ ｕ ｅ ｔ ￣ ｃ ｅ ｃ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ． ｅ ｉ ｆ ６ ｛ Ｃ ｉａ ｘ ｎ ｏ ｍ￣ ｃ ｎ ｊ ｉ ￣ ｏＰ ｎａ ｊ ｎ ｝ Ａ ｓ ａ ｔ ／ ｉ ｐ ｐ ｒ ａ ｍｉ ｒ ｚ ｇｔ ｅｎｍ ｛ ｎ ａ ｇ ｏ ｌ Ｔ ｍ ｏ ｊ ｔ ｅ ｄ，ｏ ｌ ｒ ｉ ｔ ｌ ｉ ｅ｝ ｂ Ｗ ｃ：＇ ｓ ａ ｅ ｋ ｈ ｔ ｔ ｒ ｉ ￣Ｋ ｕｄ ｎ ｈ ｍｍ ｎ ｌ ｅ ｔ ｕ ｂ ｉ ． ：Ｊ ３￣ ￣＇ － ｐ ｏｄｎ ｅｓ ｈ ｚ ｍ ｔ ｖ Ｋ ｌ ａ ｈ ￣ ｇ ￣

2007年9月农业机械学报第38卷第9期残膜回收机搂膜连杆机构模糊优化设计3张学军　吴成武　马少辉　王　伟　王旭峰 【摘要】　残膜回收机搂膜连杆机构由弹齿和四连杆机构组成,弹齿固定在连杆上输送和收集残膜。

分析弹齿的运动并以弹齿的运动轨迹最优为目标,建立了该连杆机构优化设计数学模型。

运用模糊优化原理和方法对约束函数中的许用条件进行模糊化处理,建立了模糊优化设计模型,采用最优水平截集法求解模糊优化问题。

已知曲柄、机架和弹齿的结构尺寸,设计计算出连杆和摇杆的最佳尺寸为390mm 和385mm ,比原机构减小1313%和813%。

关键词:残膜回收机　连杆机构　模糊优化设计中图分类号:S 22315文献标识码:AFuzzy Opti m iza tion D esign of the L i nks M echan is m w ithF il m Rake of Remnan t Pla stic F il m CollectorZhang Xuejun1,2　W u Chengw u 1　M a Shaohu i 2　W ang W ei 2　W ang Xufeng 2(11J ilin U n iversity 21T a ri m U n iversity )AbstractT he link s m echan is m of the rem nan t p lastic fil m co llecto r con sists of elastic teeth and fou r 2link s m echan is m .T he elastic teeth fixes on link s fo r feeding and glean ing the rem nan ts fil m .In o rder to analyze the m o ti on of elastic teeth and op ti m ize its m oving track ,the m athem atics m odel of the link m echan is m w as estab lished in th is p aper .M any facto rs of restricti on functi on w ere fuzzily dispo sed w ith fuzzy op ti m izati on p rinci p les and m ean s.T he fuzzy op ti m izati on p rob lem w as dealt w ith op ti m izati on gather in tercep t of level.B ased on the know n structu re sizes of b race ,fram e and elastic teeth ,op ti m al sizes of link s and rockers ,390mm and 385mm ,w ere w o rked ou t ,and they are s m aller 1313%and 814%than befo re .Key words R ecovery m ach inery of rem nan ts p lastic fil m ,L ink s m echan is m ,Fuzzy op ti 2m izati on design收稿日期:2006-10-163“十五”国家科技攻关计划资助项目(项目编号:2005BA 901A 24)和新疆生产建设兵团高新技术研究发展计划项目(项目编号:2006GJS 20)张学军　吉林大学机械科学与工程学院　博士生　教授(塔里木大学),130025　长春市吴成武　吉林大学机械科学与工程学院　教授　博士生导师马少辉　塔里木大学农业工程学院　讲师,843300　新疆阿拉尔市王　伟　塔里木大学农业工程学院　讲师王旭峰　塔里木大学农业工程学院　讲师 引言研制残膜回收机械,关键是要解决残膜缠绕工作部件的问题[1]。

将各个杆件组装在一起，形成 一个完整的四连杆机构模型。
添加运动副和运动驱动
在装配模式下，将四连杆机构添加到 装配文件中。
添加运动驱动，指定运动副的运动方 式和运动参数，如速度和加速度。
选择合适的运动副类型，如旋转副或 移动副，将运动副添加到相应的杆件 上。
设置初始条件和运动参数
01
根据需要设置初始条件，如初始角度或初始位置。
ProE运动仿真基础-四 连杆机构
目 录
• 四连杆机构简介 • Pro/E运动仿真基础 • 四连杆机构在Pro/E中的建模 • 四连杆机构运动仿真分析 • 四连杆机构优化设计 • 案例分析与实践
01
四连杆机构简介
定义与特点
定义
四连杆机构是一种由四个杆件相互连 接而成的机械结构，通过改变杆件的 长度或相对位置，可以实现复杂的运 动轨迹和运动形式。
02
根据实际需求，设置运动参数，如运动时间、运动 轨迹等。
03
运行仿真，观察四连杆机构的运动情况，并调整参 数以优化机构性能。
04
四连杆机构运动仿真分 析
仿真运行与结果查看
01
启动Pro/E软件，打开四连杆机构 模型。
02
在菜单栏中选择“工具”-“机 构”-“仿真”，进入仿真界面。
在仿真界面中设置仿真参数，如 时间、步数等，然后点击“运行 ”按钮开始仿真。
机构的运动特性，如周期性、
死点等。
06
案例二：平面四杆机构的优化设计
总结词：通过Pro/E软件对 平面四杆机构进行优化设计
，提高其运动性能。
建立平面四杆机构的几何模 型。
定义设计变量、约束条件和 目标函数。
详细描述
使用Pro/E的优化工具进行 优化设计。