直線導軌運動的作用是用來支撐和引導運動部件,按給定的方向做往復直線運動。依按摩擦性質而定,直線運動導軌可以分為滑動摩擦導軌、滾動摩擦導軌、彈性摩擦導軌、流體摩擦導軌等種類。直線軸承主要用在自動化機械上比較多,像德國進口的機床,折彎機,激光焊接機等等,當然直線軸承和直線軸是配套用的。像直線導軌主要是用在精度要求比較高的機械結構上,直線導軌的移動元件和固定元件之間不用中間介質,而用滾動鋼球。

曲柄滑塊機構作為機械中的一種常用機構,主要用于將連續轉動轉換為往復移動或將往復移動轉換為連續轉動,在自動送料機構、沖床和內燃機等機械中廣泛應用。

工作原理

用曲柄和滑塊來實現轉動和移動相互轉換的平面連桿機構,也稱曲柄連桿機構。曲柄滑塊機構中與機架構成移 動副的構件為滑塊,通過轉動副A、B聯接曲柄和滑塊的構件為連桿(圖1) 。機構運動時,如鉸鏈中心 B的軌跡不通過曲柄的轉動中心OA,稱為偏置曲柄滑塊機構(圖1a),其中e為偏距。如取不同的構件為機架,又可得到轉動導桿機構(圖1b)、曲柄搖塊機構(圖1c)和移動導桿機構(圖1d)。如再將曲柄搖塊機構中的導桿和滑塊對換,即得到擺動導桿機構(圖1e)。如滑塊B的軌跡mm通過OA,則稱為對心曲柄滑塊機構(圖2)。

曲柄滑塊機構廣泛應用于往復活塞式發動機、壓縮機、沖床等的主機構中,把往復移動轉換為不整周或整周的回轉運動;壓縮機、沖床以曲柄為主動件,把整周轉動轉換為往復移動。偏置曲柄滑塊機構的滑塊具有急回特性,鋸床就是利用這一特性來達到鋸條的慢進和空程急回的目的。

對心曲柄滑塊機構中(圖2),當OA=AB時,除D點(AD=AB)的運動軌跡為直線外,連桿上其他點都沿橢圓軌跡運動,這種機構也稱為橢圓儀。

曲柄滑塊的運動特性常用曲柄轉角與滑塊行程s的關系曲線(圖3)來表示。如果是對心曲柄滑塊機構,沒有急回特性,極位夾角為零。

最大速度位置

根據滑塊工作行程的最大速度與平均速度的比值要求設計曲柄滑塊機構,首要問題是確定滑塊工作行程的最大速度位置。對不同類型的曲柄滑塊機構中滑塊最大速度的位置問題進行探討得出結論:偏置的曲柄滑塊機構,滑塊最大速度出現在曲柄與連桿相互垂直處;對心的曲柄滑塊機構,滑塊最大速度一般不出現在曲柄與連桿相互垂直處,隨著桿長比的增大,滑塊在最大速度處曲柄與連桿越接近90°。

當曲柄滑塊機構與其它機構,如齒輪齒條機構、凸輪機構等串聯成復合機構,從而實現某種特定功能時,常根據滑塊工作行程的最大速度與工作行程平均速度的比值δ =υC max /υC m等參數來進行設計,因此了解滑塊工作行程的最大速度位置對機構的設計至關重要。

通過曲柄滑塊機構的計算模型求出滑塊的運動規律,利用Excel 的方程運算,避免了復雜函數求極值的困難,且Excel 方法簡單、運算速度快、計算精度高,完全滿足工程設計的要求。了解不同類型曲柄滑塊機構中滑塊最大速度位置問題,有助于設計人員了解曲柄滑塊機構的運動特性并根據工程實際的要求確定設計參數,如γ、λ 值等,使設計人員少走彎路,提高設計效率,對連桿機構的設計具有重要的指導意義。