具有最优传力性能的曲柄滑块机构的设计宁海霞1 董萍摘 要：在曲柄滑块机构的设计中，将 x 作为设计变量，求出已知滑块行程H，行程速比系数 K 时机构传力性能最优的 x 值，使得最小传动角 γmin为最大，从而设计出此机构。关键词：最优传力性能；曲柄滑块机构；行程速比系数；最小传动角机器种类很多，但它们都是由各种机构组成的，曲柄滑块机构就是常用机构之一。它有一个重要特点是具有急回特性。故按行程速比系数 K 设计具有最优传力性能的曲柄滑块机构是设计中常遇到的问题。本文将 x 作为设计变量，给出了解决问题的方法。一、x 和最小传动角 γmin的关系1．最小传动角 γmin的计算曲柄滑块机构如图 1 所示，图中 AB 为曲柄，长度为 a，BC 为连杆，长度为b，偏心距为 e。γ 愈大，对机构传动愈有利，它是机构传动性能的重要指标之一，工程上常以 γ 值来衡量机构的传力性能。 图 1当主动件为曲柄时，随着其位置不同，γ 值亦不同，最小传动角 γmin出现在曲柄与滑块导路垂直的位置，其值为： （1）1作者简介：宁海霞(1977-)，女，山东潍坊人，工程硕士，讲师，讨论方向：机械设计、复合材料 2．X 和最小传动角 γmin的关系设计一曲柄滑块机构，已知：滑块行程 H，行程速比系数 K，待定设计参数为 a、b 和 e。计算极位夹角：根据已知条件，作出图 2，曲柄支点在圆周上，它的位置决定传力性能，现设 AC1=x，x 作为设计变量，一旦确定了 A 点的位置，a、b 和 e 也就确定。下面找出 a、b 和 e 与设计变量 x 之间的关系。图 2 在△AC1C2中 因为 所以 (2) 又因为 所以 (3) 将 代入 (1) （4） 将式（2）、（3）代入式（4），γmin仅为 x 的函数，则可求得 γmin的值。二、设计最优传力性能的曲柄滑块机构 设计变量 x 的取值范围。寻优区间起点在 C1处： xmin=0寻优区间终点在 M 点： 在 x 的取值范围内根据式（2）、（3）和（4）可求得 x 一一对应的 γmin值。 利用一维寻优最优化技术黄金分割法，来求 γmin取极大值时的 x 值。 将 γmin最大时的 x 值代入（2）、（3）求出 a、e，由 b=x+a 求出 b 值。三、设计实例试设计一曲柄滑块机构，已知滑块行程 H=50mm，行程速比系数 K=。求传力性能最优的曲柄滑块机构。x 的取值范围为 0～68.819mm，x=19.104mm 时，γmin的最大值为°。 曲柄 a=22.537mm 连杆 b=41.641mm 偏心距 e=四、结论 本...
