曲柄的案例
沖壓件加工使用的曲柄壓力機(jī)的簡單介紹
在沖壓件加工中有很多機(jī)械設(shè)備，曲柄壓力機(jī)就是其中一種，曲柄壓力機(jī)一般由以下幾個基本的部分組成；
沖壓件加工使用的曲柄壓力機(jī)工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由曲軸、連桿、滑塊等零件組成；
沖壓件加工使用的曲柄壓力機(jī)的傳動系統(tǒng)，按照不定期的要求將電動機(jī)的運動和能量傳遞給工作機(jī)構(gòu)，由帶傳動和齒輪傳動等機(jī)構(gòu)組成；
沖壓件加工使用的曲柄壓力機(jī)的支承部件，如機(jī)身等；連接和固定氖零部件，保證他們的相對位置和運動關(guān)系、工作時機(jī)身要承受全部的工藝力；
沖壓件加工使用的曲柄壓力機(jī)的能源系統(tǒng)，包括電動機(jī)和飛輪；電動機(jī)提供動力源，飛輪起著儲存和釋放能量的作用；
沖壓件加工使用的曲柄壓力機(jī)的操作與控制系統(tǒng)，主要包括離合器、制動器、電子電器檢測控制裝置等；現(xiàn)代化設(shè)備上還裝備了工業(yè)控制計算機(jī)；
沖壓件加工使用的曲柄壓力機(jī)的輔助系統(tǒng)與附屬裝置；包括氣路系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、保護(hù)裝置、氣墊、快速換模裝置等；
文章推薦：鈑金沖壓件折彎的注意事項
https://www.sddywj.com/news/419.html
展開 汽車曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用
曲柄連桿屬于汽車沖壓件，那么曲柄連桿機(jī)構(gòu)在汽車發(fā)動機(jī)中所起的作用是怎樣的呢？下面由汽車沖壓件廠家為你介紹下。
在汽車發(fā)動機(jī)工作中，曲柄連桿機(jī)構(gòu)在做功行程中把活塞的往復(fù)運動變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，對外輸出動力，而在其他三個行程中，即進(jìn)氣、壓縮、排氣行程中又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成活塞的往復(fù)運動。
總的來說，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要作用是發(fā)動機(jī)借以產(chǎn)生并傳遞動力的機(jī)構(gòu)。發(fā)動機(jī)主要通過它把燃料燃燒后發(fā)出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。
發(fā)動機(jī)工作時，曲柄連桿機(jī)構(gòu)直接與高溫高壓氣體接觸；曲軸的旋轉(zhuǎn)速度很高，活塞往復(fù)運動的線速度相當(dāng)大；同時還與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸，導(dǎo)致曲柄連桿機(jī)構(gòu)受到化學(xué)腐蝕作用，并且潤滑困難。可見曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作條件相當(dāng)惡劣，它不僅要承受高溫、高壓、化學(xué)腐蝕還要高速運轉(zhuǎn)，因此對這些沖壓件或經(jīng)其它生產(chǎn)工藝得到的汽車五金配件的材料要求和結(jié)構(gòu)要求都很高。
展開 什么是曲柄連桿機(jī)構(gòu)
曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動零件。曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要零件可以分為三組，機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組。
功能和作用
曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后產(chǎn)生的氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，不斷輸出動力。
（1）將氣體的壓力變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩
（2）將活塞的往復(fù)運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動
（3） 把燃燒作用在活塞頂上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，以向工作機(jī)械輸出機(jī)械能
組成
曲柄連桿機(jī)構(gòu)由機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分組成。
（1）機(jī)體組：氣缸體、氣缸墊、氣缸蓋、曲軸箱、汽缸套及油底殼
（2）活塞連桿組：活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿
（3）曲軸飛輪組：曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器、平衡軸
發(fā)動機(jī)共有進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個行程，在做功行程中，曲柄連桿機(jī)構(gòu)將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，對外輸出動力，而在其他三個行程中，由于慣性作用又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成活塞的往復(fù)直線運動。總的來說曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)借以產(chǎn)生并傳遞動力的機(jī)構(gòu)。通過它把燃料燃燒后發(fā)出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。
展開 曲柄類零件的輕量化
本文以自行車曲柄為例，簡單分享曲柄類零件的優(yōu)化。
其實在這之前，已有加拿大山地自行車配件大廠RACEFACE使用INSPIRE優(yōu)化出經(jīng)典的Turbine、Atlas等系列曲柄
（可以ALTAIR官網(wǎng)中找到相關(guān)文章）
在INSPIRE中畫出簡單的曲柄模型
如上圖
盡管在實際中曲柄沿軸心轉(zhuǎn)動，但這里就需要把重心添加固定約束固定住。再在另一端施加載荷。
而除了施加正常的切線方向的力外，還可以施加一點側(cè)向的力，分兩個工況，讓材料分布更均勻。
最后施加對稱約束，以控制形狀。
最后得出以下結(jié)果，據(jù)我自己優(yōu)化過相似工況的零件，如不施加其他形狀控制，得出結(jié)果非常高的幾率呈現(xiàn)中空狀
實際也確實如此，在較久以前，自行車曲柄也就開始使用中空曲柄，來輕量化以及增加剛性。
方案二：如果想優(yōu)化成raceface的樣子，只需要添加單向拔模的約束，
二次優(yōu)化后：
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汽車發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成
今天由滄州惠豐帶領(lǐng)大家了解下汽車發(fā)動機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)都有哪些零部件組成的。
曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要零件可以分為機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等三個組成部分
1. 機(jī)體組：它主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋、油底殼和氣缸墊等零件組成。
機(jī)體是構(gòu)成發(fā)動機(jī)的骨架，是發(fā)動機(jī)各機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)體，其內(nèi)處安裝著發(fā)動機(jī)的所有主要零件和附件，承受各種載荷 。同時機(jī)體組本身雙是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分。因此機(jī)體必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度。
2. 活塞連桿機(jī)構(gòu)：活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、連桿瓦等組成；
活塞是作為一個整體通過鍛造或鑄造加工制成的，其功用是高速運動、承受高熱高壓的影響，承受的氣體壓力通過活塞銷傳給連桿，驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂還是燃燒室的組成部分；活塞環(huán)是用特殊金屬制成的，為了確保活塞能夠平穩(wěn)順暢的上下運動
填補和密封這部分的間隙，在活塞上設(shè)置了活塞環(huán)；活塞銷的功用間連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力傳給連桿。活塞銷要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，表面韌性好，耐磨性好、質(zhì)量輕；連桿的作用上連接活塞與曲軸。
3.曲軸飛輪組：主要由曲軸、飛輪和一些附件組成。
曲軸是發(fā)動機(jī)最重要的機(jī)件之一。它與連桿配合將作用在活塞讓的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動力，傳給底盤的傳動機(jī)構(gòu)。同時，驅(qū)動配氣機(jī)構(gòu)和其它輔助裝置，如風(fēng)扇、水泵、發(fā)電機(jī)等；
曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面為橢圓形，為了平衡慣性力，曲柄處鑄有或緊固的平衡重塊。
飛輪是用來儲存做功行程的能量，用于克服進(jìn)氣、壓縮和排氣行程的阻力和其它阻力，使曲軸均勻地旋轉(zhuǎn)。
展開 五金沖壓件設(shè)備曲柄壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)
五金沖壓件設(shè)備曲柄壓力機(jī)主要有以下幾種技術(shù)參數(shù)；具體的來看一下；
1、公稱壓力 ； 五金沖壓件設(shè)備曲柄壓力機(jī)的公稱壓力是指當(dāng)滑塊距下死點為某特定距離或曲柄旋轉(zhuǎn)到離下死點為某特定角度時，滑塊上所允許承受的最大作用力；例如J31—315型壓力機(jī)的公稱壓力為3150KN，它是指滑塊離下死點為10.5mm或曲柄旋轉(zhuǎn)到離下死點為20°時，滑塊上所允許承受的最大作用力為3150KN；公稱壓力是壓力機(jī)的一個主要技術(shù)參數(shù)，我國壓力的公稱壓力現(xiàn)已系列化；
2、滑塊行程；它是指滑塊從上死點到下死點所經(jīng)過的距離，其大小隨著工藝用途和公稱壓力的不同而不同；例如，沖裁用的壓力機(jī)行程較小，拉深用的壓力機(jī)行程較大；
3、行程次數(shù)；它是指的滑塊每分鐘從上死點到下死點，然后在回到上死點所往復(fù)的次數(shù)，一般小型壓力機(jī)和用于沖裁的壓力機(jī)行程次數(shù)較多，大型壓力機(jī)和用于拉深的壓力機(jī)行程次數(shù)較少；
4、閉合高度，它是指滑塊位于下死點時，滑塊下平面到工作臺上平面的距離；當(dāng)閉合高度調(diào)節(jié)裝置將滑塊調(diào)整到最高位置時，閉合高度最大，稱為最大閉合高度；當(dāng)滑塊調(diào)整到最低位置時，閉合高度從最大到最小可以調(diào)節(jié)的范圍稱為閉合高度調(diào)節(jié)量；
5、裝模高度；當(dāng)工作臺面上裝有工作墊板，并且滑塊位于下死點時，滑塊下平面到墊板上平面的距離稱為裝模高度；最大閉合高度狀態(tài)時的裝模高度稱為最大裝模高度，最小閉合高度狀態(tài)時的裝模高度稱為最小裝模高度；裝模高度與閉合高度之差為墊板厚度；
6、連桿調(diào)節(jié)長度；連桿調(diào)節(jié)長度又稱為裝模高度調(diào)節(jié)量；五金沖壓件設(shè)備曲柄壓力機(jī)的連桿通常做成兩部分，使其長度可以調(diào)整；通過改變連桿長度可以改變壓力機(jī)的閉合高度，以適應(yīng)不同閉合高度模具的安裝要求；
7、除了上述主要參數(shù)外，還有工作臺尺寸、模柄尺寸等；
展開 汽車曲柄連桿機(jī)構(gòu)知識
曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，不斷輸出動力。一般由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組三部分組成。
基本簡介
曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，不斷輸出動力。曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動零件。在作功沖程，它將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能活塞往復(fù)運動、曲軸旋轉(zhuǎn)運動而轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，對外輸出動力；在其他沖程，則依靠曲柄和飛輪的轉(zhuǎn)動慣性、通過連桿帶動活塞上下運動，為下一次作功創(chuàng)造條件。
主要功用
曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，不斷輸出動力。
（1）將氣體的壓力變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩
（2）將活塞的往復(fù)運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動
（3） 把燃燒作用在活塞頂上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，以向工作機(jī)械輸出機(jī)械能.
機(jī)構(gòu)組成
曲柄連桿機(jī)構(gòu)由機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分組成。
（1）機(jī)體組：氣缸體、氣缸墊、氣缸蓋、曲軸箱及油底殼、曲軸箱、汽缸套
（2）活塞連桿組：活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿
（3）曲軸飛輪組：曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器、平衡軸
1.機(jī)體組
機(jī)體是構(gòu)成發(fā)動機(jī)的骨架，是發(fā)動機(jī)各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)，其內(nèi)、外安裝著發(fā)動機(jī)的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機(jī)體必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度。
氣缸體
氣缸體是發(fā)動機(jī)各個機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體，是發(fā)動機(jī)中最重要的一個部件。氣缸體有水冷式缸體和風(fēng)冷式氣缸體。
水冷式氣缸體一般與上曲軸箱鑄成一體。氣缸體上部拍了出所有氣缸，氣缸周圍的空腔相互連通構(gòu)成水套。下半部分是用來支承曲軸的曲軸箱。
氣缸體有直列、V形和水平對置三種形式，在汽車上常用直列和V形兩種。
展開 samcef field案例5 棱柱曲柄機(jī)構(gòu)的建模分析
本案例為棱柱曲柄機(jī)構(gòu)的建模分析，利用事先設(shè)計好的三維CAD部件在samcef field環(huán)境下進(jìn)行裝配并添加邊界條件。選用隱式非線性分析類型，進(jìn)行仿真。分別將曲柄設(shè)置為剛體和柔性體進(jìn)行兩次仿真，可以得到不同的結(jié)果。利用二維曲線可以顯示部件的運動軌跡，需要利用其在X，Y方向的位移曲線生成。
圖1為三維模型圖，圖2為從結(jié)果中得到的曲柄在XY平面上的運行軌跡。
http://pan.baidu.com/s/1o6kk7QM
鏈接為建模所需部件模型，建模說明及操作視頻。
操作視頻_優(yōu)酷：http://v.youku.com/v_show/id_XMTI2NjgwNzU3Ng==.html
展開 一個柔體曲柄機(jī)構(gòu)的多體動力學(xué)仿真
MultiBody-Dynamic-02.rar
柔體曲柄機(jī)構(gòu)的多體動力學(xué)仿真計算文件
柔體曲柄機(jī)構(gòu)的多體動力學(xué)仿真計算文件.rar
202基于matlab的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運動學(xué)仿真分析 ￥15.5
基于matlab的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運動學(xué)仿真分析，分析各個桿的速度、位移、加速度曲線，以及曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動畫。程序已調(diào)通，可直接運行。
203基于matlab的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運動學(xué)仿真分析GUI ￥19.89
基于matlab的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運動學(xué)仿真分析GUI，包括《系統(tǒng)仿真與matlab》綜合試題文檔。分析滑塊速度、角速度，曲軸投影長。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動畫。程序已調(diào)通，可直接運行。
基于optistruct曲柄連桿機(jī)構(gòu)多體動力學(xué)仿真及桿件形狀優(yōu)化 ￥50
本案例重點介紹如何在optistruct中模擬機(jī)械設(shè)計中的經(jīng)典機(jī)構(gòu)運動學(xué)分析，以經(jīng)典的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運動學(xué)為例。桿與桿連接地方設(shè)置轉(zhuǎn)鉸，創(chuàng)建相應(yīng)的接觸，給曲柄也就是左側(cè)連桿作為驅(qū)動件，其角速度為50rad/s，分析機(jī)構(gòu)在運動過程中所有桿件上的受力動態(tài)分布情況。
多體動力學(xué)運動結(jié)果動畫（提取運動過程中各桿件中最大應(yīng)力變化）
初始模型
提取輸出節(jié)點力：
通過optistruct對四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行形狀優(yōu)化，通過hypermorph建立了相應(yīng)的形狀變量，以各桿件在整個運動過程中的應(yīng)力小于許可應(yīng)力，并以質(zhì)量最輕作為目標(biāo)函數(shù)。
形狀優(yōu)化結(jié)果動畫
以最后一個迭代步的結(jié)果作為最終的優(yōu)化結(jié)果。查看形狀優(yōu)化的結(jié)果后綴名為_des.h3d，多體動力學(xué)分析結(jié)果后綴名為.h3d。
展開 ANSYS Workbench 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)多剛體動力學(xué)模塊仿真分析案例
例如：
Revolute：轉(zhuǎn)動副，只允許繞局部坐標(biāo)Z軸轉(zhuǎn)動；
Spherical：球鉸副，允許三個方向的轉(zhuǎn)動，限制三個方向的平動；
Cylindrical：允許Z向平動及繞Z軸的轉(zhuǎn)動；
下面，我們通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)的多剛體動力學(xué)模塊仿真分析，來學(xué)習(xí)一下workbench中運動副的應(yīng)用。
問題描述：如圖所示曲柄連桿機(jī)構(gòu)，材料為結(jié)構(gòu)鋼，連桿1以6rad/s的速度轉(zhuǎn)動。
【機(jī)械動圖】經(jīng)典曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，第七個你一定用過!
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某大型鑄改鍛船機(jī)曲軸鍛件研制
原因有：1)曲軸有三個法蘭且直徑、厚度各不相同，法蘭1、法蘭2 與其相鄰曲柄臂之間的距離不相同，因此難以對其成形模具進(jìn)行簡統(tǒng)；法蘭3 成形時只能用法蘭2 定位，不能借用曲拐定位。2)曲柄臂平衡塊安裝面高度不同，導(dǎo)致所使用的預(yù)鍛模、側(cè)壓模、彎曲上模(含平衡塊安裝面壓板)不同。3)曲軸鍛件比較長，為控制彎曲，除第1 曲拐外，其余曲拐成形時需采用支撐模。
⑵曲柄臂外圓周為非加工面。圖1 曲柄臂視圖中，多段圓弧和寬平衡塊安裝面組合形曲柄臂外圓周為非加工面，此面沿用鑄造技術(shù)要求。TR 鐓鍛曲拐之間存在角度誤差，曲柄臂外圓周要求非加工面裝機(jī)使用，工藝難度極大。
⑶曲柄臂平衡塊安裝面高且寬。圖1 曲柄臂視圖中，兩種形狀的曲柄臂，其平衡塊安裝面高、寬最大值為185mm、290mm， 最小值為157mm、280mm。金屬材料充填難度大，塌角風(fēng)險大。
⑷曲柄臂橢圓度大。圖1 曲柄臂視圖中，多邊形曲柄臂長515（543）mm、寬418mm，長寬比最小1.23，最大1.30；多段圓弧和寬平衡塊安裝面組合形曲柄臂長517(545)mm、寬410mm，長寬比最小1.26，最大1.33。曲柄臂連桿頸側(cè)易形成徑向飛邊，曲柄臂主軸頸側(cè)塌邊風(fēng)險大。
⑸兩端用戶工藝頸直徑大于曲軸主軸頸直徑。圖1 主視圖中曲軸主軸頸直徑φ268mm，兩端用戶工藝頸直徑φ300mm。一是不利于減小曲軸坯料直徑；二是鐓鍛成形第1 拐時，自由端法蘭1 坯料與用戶工藝頸坯料之間臺階高度差小，法蘭1 坯料容易啃傷；三是曲軸鍛件兩端端頭容易翹曲，導(dǎo)致工藝頸直徑φ300mm 加工余量不足。
圖1 某大型鑄改鍛8 缸曲軸半成品交貨狀態(tài)簡圖
⑹軸向開檔余量偏小。用戶半成品交貨狀態(tài)留量偏大，曲軸鍛件設(shè)計時，軸向余量不宜大，否則定位、夾緊擋板及彎曲上模易變形，不利于曲軸鍛件質(zhì)量穩(wěn)定，也不利于控制曲軸坯料重量。
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