基于SolidWorks偏置曲柄滑块机构运动仿真分析

    曲柄滑块机构也称曲柄连杆机构，是用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构，广泛应用于各个行业，尤其是锻压机械行业居多。曲柄滑块机构根据运动机构的布置特征，一般可分为节点正置和偏置两类。节点偏置机构主要用于改善压力机的受力状态和运动特性。从而提高压力机的精度。适应r艺要求，该结构又分为正偏置和负偏置两种类型。本文通过建立三维模型并对其进行仿真分析，模拟出三种机构的运动过程，生成运动曲线并进行比较．分析了三种机构分别适用的场合。

    1 建立数学模型

    以某曲柄滑块机构为例，作如图1所示的曲柄滑块机构简图，演示其节点布置的几种形式。其中O点为曲柄的旋转中心，A点为曲柄和连杆的连接点，B点为连杆和滑块的连接点，节点正置，即连杆的连接点B的运动轨迹位于旋转中心0和连接点B的连线上，如图1a所示。节点偏置分为正偏置和负偏置，正偏置如图lb所示，负偏置如图lc所示。

    图1 曲柄滑块机构简图

    根据参考文献，得出曲柄滑块机构正置时运动特性为：

    2 仿真运动分析

    2．1 模型的建立

    本文根据现有某机床结构建立简化结构。首先对模型进行结构简化．在环境下进行三维实体造型，然后通过装配完成机构模型的组装；其次，采用COSMOSMotion插件对其进行仿真分析，输出三种结构的运动特性曲线。通过建模，得到虚拟样机的模型如图2所示。

    图2 曲柄滑块结构三维模型简化图

    2．2 运动曲线特征

    最后进行仿真和运动fH1线输出，如图3、4所示．分别为曲柄滑块机构正置、正偏置和负偏置一三种状态下的位移曲线图、速度和加速度曲线图，横坐标为时间，纵坐标为相应的位移、速度和加速度。由此看出，滑块正偏置，接近下死点时，速度较为缓慢，以达到拉伸的作用，回程时速度较快，节约整个l：作过程的时间，提高效率；滑块正置时，运动特性曲线为正余弦曲线；滑块负偏置时，运动特性与正偏置相反，回程速度较慢，适合应用在平锻机中。

    3 结论