
【机】 lever crank mechanism
lever; pry
【医】 lever
brace; crank; winch
【化】 crank; toggle; winch
institution; organization; framework; house; machine; mechanism; organ; outfit
setup; wheel
【化】 mechanism
【医】 institution; mechanism; organization
杠杆曲柄机构(Lever-Crank Mechanism)是一种将旋转运动转换为往复直线运动(或反之)的经典机械传动装置。其核心原理是利用杠杆的摆动特性与曲柄的圆周运动相结合,实现运动形式的转换。以下是详细解释:
杠杆(Lever)
作为机构的摆动部件,通常一端固定(支点),另一端与连杆或负载连接。其作用是通过角度变化传递力和位移。
来源:《机械设计手册》(高等教育出版社)
曲柄(Crank)
固定于旋转轴上的刚性杆,可将输入轴的连续旋转运动转化为连杆的往复摆动。
来源:经典机械原理教材《Theory of Machines》
连杆(Connecting Rod)
连接曲柄与杠杆的中间部件,负责传递运动和力,其运动轨迹为平面复合运动。
来源:工程学通用术语库《机械工程术语》
运动转换过程:
曲柄绕固定轴旋转 → 带动连杆运动 → 推动杠杆绕支点摆动 → 输出往复直线运动(如杠杆末端安装滑块)。
公式表达(以曲柄滑块机构简化模型为例):
$$ x = r cos theta + sqrt{l - r sin theta} $$
其中 ( r ) 为曲柄半径,( l ) 为连杆长度,( theta ) 为曲柄转角。
力学特性:
通过杠杆臂长的比例(动力臂/阻力臂)可放大输出力或位移,满足 ( F_1 cdot d_1 = F_2 cdot d_2 ) 的杠杆平衡原理。
曲柄将活塞(杠杆)的往复运动转化为曲轴的旋转运动 。
通过杠杆放大曲柄输出的力,实现高强度冲压 。
利用杠杆曲柄实现省力操作(如井水泵)。
中文 | 英文 | 功能描述 |
---|---|---|
杠杆 | Lever | 传递力与位移的刚性杆 |
曲柄 | Crank | 旋转运动输入部件 |
连杆 | Connecting Rod | 连接曲柄与杠杆的传动件 |
支点 | Fulcrum/Pivot | 杠杆的固定转动中心 |
往复直线运动 | Reciprocating Motion | 输出端的周期性直线运动 |
注:因未检索到可验证的在线权威链接,以上内容综合经典机械工程教材及行业通用术语编写,建议用户参考《机械原理》(清华大学出版社)或国际标准ISO 3952-1:2011《运动学图表符号》获取进一步细节。
杠杆曲柄机构是一种结合杠杆原理和曲柄连杆结构的机械装置,主要用于将输入力放大或改变运动形式。以下是其核心要点:
基本组成与原理
该机构通常包含两个连杆和一个滑块(或滑动部件)。当输入力作用于某一连杆时,通过曲柄的旋转运动和滑块的直线运动,可实现力的放大效果。其核心原理是杠杆的力矩平衡关系,即输入力在特定支点下通过连杆传递,使输出端产生更大的力。
工作机制
如图2所示(参考),当固定关节O时,自由端A受垂直力F₀作用,通过曲柄和连杆的几何关系,输出力会因结构比例而倍增。例如,若输入连杆长度与输出连杆长度比为1:3,理论上输出力可放大至输入力的3倍。
典型应用场景
与普通杠杆的区别
相比单一杠杆,该机构通过曲柄的旋转运动增加了运动方向的灵活性,同时结合滑块的直线运动,适用于需要复合动作的机械场景。
提示:如需具体结构图或计算公式,可参考米思米官网的机械设计手册。
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