平面連桿機構(gòu)的運動分析

莫繼學

摘要：

以典型平面連桿機構(gòu)（牛頭刨床機構(gòu)）為研究對象，首先進行機構(gòu)的運動分析，并列出相應方程，然后采用計算機C語言編程的方法，計算出機構(gòu)中選定點的位移、速度，并繪出相關(guān)數(shù)據(jù)圖像。

關(guān)鍵詞：

連桿機構(gòu)；位移；速度；計算機編程

中圖分類號：

TB

文獻標識碼：A

文章編號：1672-3198（2014）18-0189-02

1 前言

平面連桿機構(gòu)是現(xiàn)代機械中應用的最為廣泛的一種典型機構(gòu)。平面連桿機構(gòu)的典型應用包括牛頭刨床機構(gòu)、縫紉機、顎式破碎機等。在研究平面連桿機構(gòu)的過程中對機構(gòu)上某個特定點的研究是必不可少的。然而在傳統(tǒng)的研究方法中，手工計算不僅計算量大，而且極易出錯。隨著計算機技術(shù)的廣泛普及，計算機逐漸成為分析研究典型機械結(jié)構(gòu)的有力工具。因此本文力求通過C語言編程技術(shù)來對牛頭刨床機構(gòu)來進行簡單運動分析。

2 牛頭刨床機構(gòu)運動分析

圖1所示的為一牛頭刨床。假設已知各構(gòu)件的尺寸如表1所示，原動件1以勻角速度ω1=1rad/s沿著逆時針方向回轉(zhuǎn)，試求各從動件的角位移、角速度和角加速度以及刨頭C點的位移、速度的變化情況。

角速度變化較為平緩，保證刨頭慢速、穩(wěn)定工作；在220°～340°之間為回程階段，角速度變化較快，以提高效率；4桿有4個角速度為0點，即4桿的速度方向改變了四次。

C點的位移、速度分析：在0°～200°范圍內(nèi)，C點位移曲線斜率的絕對值變化較小，說明此時C點速度及加速度的變化量不大，且保持在較小值。200°～260°范圍內(nèi)C點的速度變化量明顯增大，由速度圖像可以推知加速度在220°左右達到最大值后快速減小，并使其速度在260°左右達到最大，而后加速度反向緩慢增大，速度持續(xù)減小到零以后又開始反向增大。

① 工作行程為θ1：0°～220°，回程為θ1：220°～340 °；工作行程角度大于回程角度，工作效率較高；

② 工作行程階段，刨頭C點位移的變化較為平穩(wěn)，速度可以近似看為勻速，而加速度變化不大，刨頭受力比較穩(wěn)定，滿足可靠性要求；

③ 回程階段不帶負載，刨頭C點位移的變化較快但平穩(wěn)，允許較大的速度變化值，可以推知沒有剛性沖擊，也沒有柔性沖擊，受力方向及大小改變較大的位置為回程的初始部分，這也體現(xiàn)了牛頭刨床急回慢進的特點。

參考文獻

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