曲柄滑塊機構

基本信息

曲柄滑塊機構廣泛套用於往復活塞式發動機、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迴轉運動；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。

曲柄滑塊的運動特性常用曲柄轉角與滑塊行程s的關係曲線來表示。如果是對心曲柄滑塊機構（如下圖所示），沒有急回特性，極位夾角為零。

曲柄滑塊機構中，根據滑塊移動的導路中心線是否通過曲柄的迴轉中心，劃分成對心曲柄滑塊機構和偏置曲柄滑塊機構兩種類型。

下圖左所示的曲柄滑塊機構，滑塊的導路中心線通過曲柄的迴轉中心A，為對心曲柄滑塊機構。如果將對心曲柄滑塊機構中的滑塊C作為機構運動的輸出件，則滑塊C運動到兩個極限位置時，原動件曲柄AB在對應位置間的夾角等於零，即機構的極位夾角

為0°，說明對心曲柄滑塊機構沒有急回運動特性。

下圖右所示曲柄滑塊機構，滑塊的導路中心線不通過曲柄的迴轉中心A，為偏置曲柄滑塊機構。與對心曲柄滑塊機構不同，如果將偏置曲柄滑塊機構中的滑塊C作為機構運動的輸出件，則偏置曲柄滑塊機構具有急回運動特性。

設計曲柄滑塊機構時，為保證原動件能夠繞其與機架固定的點整周旋轉，必須滿足一定的桿長條件。

下圖所示偏置滑塊機構由原動件AB、連桿BC、滑塊C以及機架組成。設：機構中構件AB長

，連桿BC長

，滑塊移動的導路中心線與構件AB的迴轉中心A之間的偏置距離是e。下面分析機構滿足什麼桿長條件時，才能保證構件AB繞機架固定點A整周旋轉，成為曲柄。

如果構件AB是曲柄，則能夠繞A點整周轉動，曲柄上B點應能通過曲柄AB與連桿BC的兩個共線位置

（重疊共線）和

（拉直共線）。曲柄AB與連桿BC處於重疊共線位置時，由

的邊長關係可得

。

曲柄AB與連桿BC處於拉直共線位置時，由

的邊長關係可得

。

比較上述兩個不等式可知，偏置滑塊機構存在曲柄的桿長條件是：機構中連桿與曲柄的桿長之差應大於滑塊移動的導路中心線與曲柄迴轉中心之間的偏距e。

如下圖（a）所示曲柄滑塊機構，各構件間具有不同的相對運動．取不同的構件為機架或改變構件長度時，可以得到不同形式的機構。

導桿機構

如圖上（b）所示，當以構件1為機架，構件2和4為連架桿時，可得到導桿機構。由於構件4充當構件2的導路，故稱其為導桿。當曲柄2的長度大於機架1的長度時，桿2和4均可做整周轉動，稱為轉動導桿機構，常用於簡易刨床、插床等機械中。

如上圖（c）所示，當機架1的長度大於曲柄2的長度，導桿只能來回擺動，稱擺動導桿機構。曲柄擺動導桿機構常與其他機構組合，用於牛頭刨床和插床主運動機構中，如下圖所示。

曲柄搖塊機構

如下圖（a）所示，當取曲柄滑塊機構中的連桿2為機架時，滑塊3隻能繞G點擺動，得到曲柄搖塊機構。該機構中桿1繞B點迴轉時，桿4相對搖塊3滑動，並與搖塊3一起繞C點擺動。如下圖（b）所示，插齒機的驅動機構就是它的套用實例。