
【機】 reciprocating block slider crank mechanism
move back and forth; to-and-fro
【機】 slider crank mechanism
往複滑件曲柄機構(Reciprocating Slider-Crank Mechanism)是一種将旋轉運動轉換為直線往複運動的經典機械裝置,廣泛應用于内燃機、壓縮機等動力機械領域。該機構的核心功能是通過曲柄的連續旋轉驅動滑塊在固定導軌内實現周期性直線運動,其運動學特性與動力學分析是機械工程學科的重要研究内容。
從結構組成角度,該機構包含四個關鍵部件:曲柄(Crank)、連杆(Connecting Rod)、滑塊(Slider)和機架(Frame)。曲柄作為主動件繞固定軸旋轉時,連杆将曲柄的圓周運動傳遞至滑塊,使其沿導軌産生往複位移。運動過程中,滑塊位移與曲柄轉角之間遵循正弦函數關系,其數學表達式為: $$ x = r costheta + sqrt{l - r sintheta} $$ 其中$r$為曲柄半徑,$l$為連杆長度,$theta$為曲柄轉角。
在工程應用層面,該機構的運動平穩性和力學效率直接影響設備性能。例如在内燃機中,優化曲柄連杆比可降低活塞側向力,減少缸體磨損。現代機械設計手冊建議将連杆長度與曲柄半徑的比值控制在3-5之間,以平衡機構尺寸與動力傳遞效率。
術語對照方面,該機構在ASME(美國機械工程師協會)标準中定義為"Slider-Crank Linkage",其運動副類型包含轉動副(Revolute Pair)和棱柱副(Prismatic Pair)兩類。清華大學機械原理教材指出,機構自由度計算需運用Grübler公式:$F = 3(n-1) - 2j$,其中$n$為構件數,$j$為低副數量。
往複滑件曲柄機構(又稱曲柄滑塊機構)是一種将旋轉運動與往複直線運動相互轉換的機械裝置,其核心功能體現在能量和運動形式的雙向轉換上。以下是綜合多個權威資料後的詳細解析:
該機構由三個核心部件構成:
運動轉換
當曲柄以勻角速度$omega$旋轉時,通過連杆帶動滑塊在導軌内往複運動。曲柄每旋轉一周,滑塊完成一次往複行程。
位移關系
在對心式曲柄滑塊機構中(即滑塊軌迹通過曲柄旋轉中心),滑塊的位移$x$與曲柄轉角$theta$滿足以下公式:
$$
x = rcostheta + sqrt{L - (rsintheta)}
$$
當$theta=0°$或$180°$時,滑塊分别處于最右端和最左端位置。
根據結構差異,該機構可演變為:
如需查看具體動畫演示或更詳細參數,可參考、的原始内容。
被迫為奴隸的白種人稱謂持反對意見傳熱膜系數大寫尺寸嫡傳定時參考信號第三骶神經動脈痙攣的頓挫療法哈洛克酮虹吸流道加密協議鉸床攪和鍋介質功率甲數劑量測定聚戊二酸亞癸基酯拉門得氏鍋爐鄰甲酰苯磺酸尿汗氣體放電區三氨基設備說明書生理缺陷售主數字輸出控制停機坪外圍分配表