曲柄摇杆机构的运动分析及快速优化设计

Ｋｅ ｒ ｓ ｒ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｃ ａ ｋ—ｒ ｃ ｅ ｃ ａ ｉｍ ；Ｐ ｏ Ｅ；ｆａ ｉｉ ｔ ａｙ ｉ ；ｏ ｔ ｌｄ ｓｇ ｏ ｋ ｒｍｅ ｈ ｎ ｓ ｒ／ ｅ ｓｂ ｌ ｙ ａ ｌ ｓｓ ｐｉ ｅ ｉｎ ｉ ｎ ｍａ
１ 引 言 在机 械设计 工作 中 ， 经常需 要在一 定 的约束条 件
频 率为 １ 。用 “ ０ 回放 ” 令 来 演 示 四杆 机构 的运 动 ， 命
再保存机构运动分析 ｆ ．ｂ ， ｘ ｐｋ 以便 以后查看和使用。 １
下满足 目 ， 标 希望在最短的时间内， 找到能满足工程 ３ 创建 曲柄摇杆机构的特征参数和分析特征 标准的最佳设计 。传统 的设计方法往往需要进行大 在标准模块中使用“ 测量” 功能在模型上进行测 并且将 测量 结果 创 建 为特 征 参 数 ， 将 特 征 参数 再 量反复的计算或编程解决 ， 而用 Ｐ ／ ｍ Ｅ系统的行为建 量 ， 模技术则可以使设计人员在很短的时间内找到完成 任务的方案， 使得产品的设计变得更快更好。
１ ０、 ２ ｄ＝１ ０ ０ 。
先测 量 Ｃ Ａ并创 建特 征 参数 Ｃ Ａ Ａ Ｇ Ｅ， Ｄ Ｄ — Ｎ Ｌ 再 将此特征参数创建一个 “ 动” 运 分析特征 Ｃ Ａ 运动 Ｄ ，
分析 中选 择机 构运 动分 析 ＆ ， １ 参数 选 择 Ａ Ｇ Ｅ Ｎ Ｌ： ＣＤＡ Ａ Ｇ Ｅ 通过 系统运行 ， ＮＬ ， 创建运动分析 中获得
条件 ， 对机构进行可行性分析和快速优化设计 ， 实例证 明该方 法快捷 、 用 实用、 确。 精
关键词 ： 曲柄摇杆机 构； ｒ Ｅ； Ｐｏ 可行性分析 ； ／ 优化设计
中图分类号 ：Ｈ１３ ５ Ｔ ３ ．
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０６— ４ ４ ２ １ ） ３— ０ ８—０ １０ ４ １ （０ ０ ０ ０ ７ ２
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｔ ｉ ｒ ｃｅ， ｈ ｔ ｎ ｏ ｅ ｃ ａ ｋ—ｒｃ ｅ ｃ ａ ｉｍ ｓｎ ｒ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｈ ｓａ ｔ ｌ ｔ ｅ ｍｏ ｏ ｆｔ ｒ ｎ ｉ ｉ ｈ ｏ ｋ ｒｍｅ ｈ ｎ ｓ ｕ ｉｇ Ｐ ｏ／ Ｅ ｉ ｎ ｌ ｚ ｄ， ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ａ ａ ｔ ｒ ａ ａｙ ｅ ｔ ｈ ｒ ｃｅ ｓ ｃ ｐ ｍｅ ｅｓ ｓ ｈ ｉｉ ｒ ａｅ ｃ ｅ ｔｄ。ｔ ｅ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｓｓ ｎ ｉ ｖｔ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ｒ ｒａｅ ｈ ｎ ｔ ｃ ａ ｉｍ ｅ ｓｔ ｉ ａ ｅ ａ ａｙ ｅ ．Ｂ ｅｔ ｇｔ ｅ ａ ｘ ｌ ｒ ｏ ｄ ｔ ｎ ，ｔ ｅｆ ａ ｉ ｉ ｔ ａｙ ｉ ｎ ｈ ｉ ｙ ｙ ｓ ｔ ｎ ｈ ｕ ｉ ａ ｙｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｌ ｅ ｓ ｂｌ ａ ｌ ｓｓａ ｄ叩 － ｉ ｉ ｉ ｌ ｉ ｎ ｙ ｔ ｌｄ ｓ ｎ ａ ｅｇ ｖ ｎ ｔ ｃ ａ ｉｍ．Ｉ ｉ ｒｖ ａ ｈ ｔｏ ｓ ｃ ｎ ｅ ｉｎ ．ｐ ａ ｔ ａ ｄ ｐ ｅ ｉｉｎ ｉ ｅ ｉ ｒ ｉ ｅ ｏｍｅ ｈ ｎ ｓ ｍａ ｇ ｔ ｓｐ ｏ ｅ ｔ ｔｔ ｅｍｅ ｄ ｉ ｏ ｖ ｎ ｅ ｔ ｒ ｃ ｉ ｌａ ｒ ｃ ｓ 。 ｄ ｈ ｈ ｃ ｎ ｏ
设 计 与制 造
・
机 械 研 究 与应 用 ・
曲柄 摇 杆 机 构 的 运 动分 析 及 快 速优 化 设 计
谢 晓 华
（ 州职业技术学院，湖南 永州 永 ４ ５０ ） ２ １０ ）
摘
要 ： 用 Ｐｏ Ｅ对曲柄摇杆机 构进行运动分析 ， 运 ｒ／ 创建机 构的特征参数 ， 对机构进行敏 感度分析 。通 过设置 辅助 再
Ａｎａ ｙ ｉ ｎｄ ｐｔｍ ａ ｓｇ ｏ ｔｏ ｆ ｒ ｃ ａ ｋ —ｒ ｃ ｅ ｅ ｈａ ｓ ｌ ｓｓａ ｏ ｉ ｌｄｅ ｉ ｎ ｆｍｏ ｉｎ ｏ ｒ ｎ － ｏ ｋ ｒ ｍ ｃ ｎｉｍ
Ｘｉ ａ ｅ Ｘｉ ｏ— ｈ ａ ｕ
（ ｏｇｈ ｕｏａｉｎｌ ｎ ｅｈ ｉ ｌ ｏｌ ｅ ｏｇｈｕＨｕａ ４ ５ ０ ，Ｃ ｉ ） Ｙｎｚｏ ｃｔ ａ ｄｔ ｎｃ ｌｇ ，Ｙｎｚｏ ｏ ａ ｃ ａｃ ｅ ｎ ｎ ２ １０ ｈｎ ａ
—பைடு நூலகம்
的最小数值 Ｍ Ｎ Ａ Ｇ Ｅ和最大数值 Ｍ Ｘ Ａ Ｇ Ｅ Ｉ＿ Ｎ Ｌ Ａ —ＮＬ ， 如 图 ２所示 。 创建曲柄摇杆 机构摆角的“ 系” 析特征 ， 关 分 根据摆角 等于最大的 Ｃ Ａ减去最小的 Ｃ Ａ 所 Ｄ Ｄ ，
以关 系式设 为 ：
＝
（ ）在 装 配 模 块 中 为 ２
通过 “ 析特征 ” 分 产生 分析基 准 特征 。
３ １ 创建 机构 的摆 角分析 特征 ．
２ 曲柄 摇 杆 机 构 参 数 化 建 模 、 配 及 运 动 装
仿真
（ ）在 ＰｏＥ软件 中创建曲柄摇杆机构 的运动 １ ｒ ／ 学模型， 几何造型如图 １ 所示 ， 曲柄 Ａ 、 Ｂ 连杆 Ｂ 、 Ｃ 摇 杆 Ｃ 机架 Ａ 的长度 分别 预设为 ： ４ 、 ＝９ 、 ＝ Ｄ、 Ｄ 口＝ ０ ｂ ０Ｃ
组件添加组 成机 构的 固定
元 件 和连 接元 件 ， 四杆 机 将 构进行虚 拟装 配 ， 架 Ａ 机 Ｄ
Ｍ ＡＸ ＡＮＧＬ ＦＩ ＣＤＡ —ＭＩ ＡＮＧＬ Ｆ Ｄ Ｅ： Ｄ Ｎ Ｅ： Ｉ
—
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—
要完全约束 ， 四个运动副均 为销钉连接 （ 转动副 ） 。直
线 Ｃ Ｆ垂 直 于 Ｃ 直 线 Ｃ Ｄ， Ｅ 是 Ｂ 的延 长 线 ， Ｃ 则 Ｆ Ｅ Ｃ 为机构的压力角。 图ｌ 曲 柄摇杆机构的
运动学模型
—
ＣＤＡ
３ ２ 创 建机 构最 小传动 角分 析特 征 ．
曲柄摇杆机构传动角越大则传力性能越好 ， 需要 找到最小传动角
先测量 ， 并创建特征参数 Ｆ Ｅ Ａ Ｇ ， ｃ Ｃ — Ｎ Ｌ 再 Ｅ 将此特征参数创建一个机构压力角 的“ 动” 运 分析特