
【機】 lever crank mechanism
lever; pry
【醫】 lever
brace; crank; winch
【化】 crank; toggle; winch
institution; organization; framework; house; machine; mechanism; organ; outfit
setup; wheel
【化】 mechanism
【醫】 institution; mechanism; organization
杠杆曲柄機構(Lever-Crank Mechanism)是一種将旋轉運動轉換為往複直線運動(或反之)的經典機械傳動裝置。其核心原理是利用杠杆的擺動特性與曲柄的圓周運動相結合,實現運動形式的轉換。以下是詳細解釋:
杠杆(Lever)
作為機構的擺動部件,通常一端固定(支點),另一端與連杆或負載連接。其作用是通過角度變化傳遞力和位移。
來源:《機械設計手冊》(高等教育出版社)
曲柄(Crank)
固定于旋轉軸上的剛性杆,可将輸入軸的連續旋轉運動轉化為連杆的往複擺動。
來源:經典機械原理教材《Theory of Machines》
連杆(Connecting Rod)
連接曲柄與杠杆的中間部件,負責傳遞運動和力,其運動軌迹為平面複合運動。
來源:工程學通用術語庫《機械工程術語》
運動轉換過程:
曲柄繞固定軸旋轉 → 帶動連杆運動 → 推動杠杆繞支點擺動 → 輸出往複直線運動(如杠杆末端安裝滑塊)。
公式表達(以曲柄滑塊機構簡化模型為例):
$$ x = r cos theta + sqrt{l - r sin theta} $$
其中 ( r ) 為曲柄半徑,( l ) 為連杆長度,( theta ) 為曲柄轉角。
力學特性:
通過杠杆臂長的比例(動力臂/阻力臂)可放大輸出力或位移,滿足 ( F_1 cdot d_1 = F_2 cdot d_2 ) 的杠杆平衡原理。
曲柄将活塞(杠杆)的往複運動轉化為曲軸的旋轉運動 。
通過杠杆放大曲柄輸出的力,實現高強度沖壓 。
利用杠杆曲柄實現省力操作(如井水泵)。
中文 | 英文 | 功能描述 |
---|---|---|
杠杆 | Lever | 傳遞力與位移的剛性杆 |
曲柄 | Crank | 旋轉運動輸入部件 |
連杆 | Connecting Rod | 連接曲柄與杠杆的傳動件 |
支點 | Fulcrum/Pivot | 杠杆的固定轉動中心 |
往複直線運動 | Reciprocating Motion | 輸出端的周期性直線運動 |
注:因未檢索到可驗證的線上權威鍊接,以上内容綜合經典機械工程教材及行業通用術語編寫,建議用戶參考《機械原理》(清華大學出版社)或國際标準ISO 3952-1:2011《運動學圖表符號》獲取進一步細節。
杠杆曲柄機構是一種結合杠杆原理和曲柄連杆結構的機械裝置,主要用于将輸入力放大或改變運動形式。以下是其核心要點:
基本組成與原理
該機構通常包含兩個連杆和一個滑塊(或滑動部件)。當輸入力作用于某一連杆時,通過曲柄的旋轉運動和滑塊的直線運動,可實現力的放大效果。其核心原理是杠杆的力矩平衡關系,即輸入力在特定支點下通過連杆傳遞,使輸出端産生更大的力。
工作機制
如圖2所示(參考),當固定關節O時,自由端A受垂直力F₀作用,通過曲柄和連杆的幾何關系,輸出力會因結構比例而倍增。例如,若輸入連杆長度與輸出連杆長度比為1:3,理論上輸出力可放大至輸入力的3倍。
典型應用場景
與普通杠杆的區别
相比單一杠杆,該機構通過曲柄的旋轉運動增加了運動方向的靈活性,同時結合滑塊的直線運動,適用于需要複合動作的機械場景。
提示:如需具體結構圖或計算公式,可參考米思米官網的機械設計手冊。
【别人正在浏覽】