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齿轮齿条复合曲柄连杆机构的长冲程往复泵仿真及分析
1
作者 黄启钺 侯勇俊 蒋锐 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第2期15-21,共7页
曲柄连杆往复泵在石油钻采行业中应用广泛,但因为冲程短、冲次高、易损件寿命短等缺陷,限制了其进一步发展。文中针对上述缺陷提出了一种基于齿轮齿条和曲柄连杆的复合机构,将传统往复泵中的十字头结构替换为直齿圆柱齿轮,配合固定的上... 曲柄连杆往复泵在石油钻采行业中应用广泛,但因为冲程短、冲次高、易损件寿命短等缺陷,限制了其进一步发展。文中针对上述缺陷提出了一种基于齿轮齿条和曲柄连杆的复合机构,将传统往复泵中的十字头结构替换为直齿圆柱齿轮,配合固定的上齿条和移动的下齿条,实现了活塞的长冲程往复运动。建立了活塞的运动方程,使用该复合机构的三缸往复泵动力学仿真模型,探究了在负载下活塞的运动特性和齿轮齿条的动力学特性,并对齿轮进行了疲劳分析。结果表明:新型往复泵活塞冲程比相同曲柄半径的传统往复泵增大了1倍,流量脉动率不会增大但脉动频率降低1倍,有效减少泵阀的开关次数,能较大地延长易损件的使用寿命;齿轮的疲劳寿命可以达到13000 h以上。研究结果证明了该复合机构的可行性,为后续产品的开发提供了理论支持。 展开更多
关键词 往复泵 齿轮齿条 曲柄连杆 复合机构 动力学 疲劳寿命
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航空活塞发动机曲柄连杆机构的瞬态动力学特性研究
2
作者 彭伟程 付尧明 魏武国 《装备制造技术》 2024年第1期14-18,共5页
选取通用航空领域常用的莱康明水平对置四缸航空活塞发动机作为研究对象,利用SolidWorks、ANSYS Workbench软件进行三维建模以及有限元分析。通过模拟发动机在起飞、巡航和降落阶段的工作条件,分别在2700、2400和1600 r/min的转速下对... 选取通用航空领域常用的莱康明水平对置四缸航空活塞发动机作为研究对象,利用SolidWorks、ANSYS Workbench软件进行三维建模以及有限元分析。通过模拟发动机在起飞、巡航和降落阶段的工作条件,分别在2700、2400和1600 r/min的转速下对活塞、连杆和曲轴关键部件的等效应力和应变进行研究。实验结果显示,在起飞阶段(2700 r/min),活塞的等效应力和等效应变分别达到91 MPa和0.0017 mm。相比于巡航阶段(2400 r/min),其等效应力分别高出11%,等效应变高出22%;相较于降落阶段(1600 r/min),等效应力高出12%,应变高出29%。连杆在起飞阶段的等效应力和等效应变分别达到162 MPa和8.23E-4 mm,相比于巡航和降落阶段均高出5%和8%。此外,曲轴在起飞阶段的等效应力和等效应变分别达到184 MPa和0.0014 mm,比巡航阶段分别高出17%和59%,比降落阶段高出21%和63%。这一研究结果揭示在起飞阶段,活塞、连杆和曲轴受到了更大的力和变形,为优化曲拐机构设计及提升其在高负荷工况下的可靠性和耐久性,提供了重要的理论依据。 展开更多
关键词 航空活塞发动机 水平对置式发动机 曲柄连杆机构 瞬态动力学
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精确正弦输出特性的复合曲柄连杆机构的研究
3
作者 肖勇 张瑞 +1 位作者 邹政耀 卢军锋 《机械传动》 北大核心 2023年第10期43-47,共5页
针对单个曲柄连杆机构具有二次谐波的传动特性,创新地提出了具有输出精确正弦规律速度-时间特性的复合曲柄连杆机构。解析分析论证了新机构具有的输出特性,推导得出其速度公式;考虑在调整两个曲柄长度时存在的误差,分析了其长度差对输... 针对单个曲柄连杆机构具有二次谐波的传动特性,创新地提出了具有输出精确正弦规律速度-时间特性的复合曲柄连杆机构。解析分析论证了新机构具有的输出特性,推导得出其速度公式;考虑在调整两个曲柄长度时存在的误差,分析了其长度差对输出误差的影响;运用Adams软件对机构进行了仿真计算,在2个曲柄长度存在0.5 mm的差异时,其速度输出规律与标准正弦曲线之间的误差较小。研究结果表明,该机构可将单个曲柄连杆机构的位移-时间和速度-时间的误差从25%降低到1%以下,能够满足潮汐能发电装置和汽车悬架振动等产品在初试时低成本和快速试验的要求。 展开更多
关键词 精确正弦规律 复合曲柄连杆机构 误差分析 悬架振动试验 潮汐能发电试验
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基于曲柄连杆传动的舱口盖启闭装置多体动力学仿真
4
作者 李红 刘俊州 +2 位作者 王贝 何朝勋 陈劲草 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第16期32-36,共5页
舱口盖启闭装置是保证舰船安全的重要分系统,其运动控制技术是实现船体水密和装甲防护等功能的关键。本文基于多体运动学和动力学理论分析,建立曲柄连杆结构舱口盖启闭装置的动力学仿真分析模型,进而结合各种海况下的经验方程对舱口盖... 舱口盖启闭装置是保证舰船安全的重要分系统,其运动控制技术是实现船体水密和装甲防护等功能的关键。本文基于多体运动学和动力学理论分析,建立曲柄连杆结构舱口盖启闭装置的动力学仿真分析模型,进而结合各种海况下的经验方程对舱口盖进行受力分析,计算得到了装置中曲柄连杆机构各个部件在开关盖过程中的支反力、转矩以及输出功率等参数,为曲柄连杆传动模式的舱口盖启闭装置结构优化及电机选型提供理论依据。 展开更多
关键词 启闭装置 曲柄连杆机构 多体动力学
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曲柄连杆式棉秆切割试验台设计与试验 被引量：42
5
作者 宋占华 肖静 +3 位作者 张世福 李玉道 杜现军 李法德 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期162-167,共6页
为研究棉花秸秆切割性能,为棉秆切割收获装备的开发提供技术支持和理论依据,设计了可模拟棉秆不对行切割收获过程的曲柄连杆式棉秆切割试验台。试验台的棉秆喂入输送速度与切割速度为0～2 m/s、切割倾角为0°～15°,并对样机的... 为研究棉花秸秆切割性能,为棉秆切割收获装备的开发提供技术支持和理论依据,设计了可模拟棉秆不对行切割收获过程的曲柄连杆式棉秆切割试验台。试验台的棉秆喂入输送速度与切割速度为0～2 m/s、切割倾角为0°～15°,并对样机的工作性能和棉秆切割性能进行了试验研究。试验结果表明,空载时切割器阻力的峰值随着割刀平均切割速度的增加而增大,单个工作周期内的切割器阻力功耗基本不受平均切割速度变化的影响;棉秆峰值切割力随割刀平均切割速度的增加而降低,切割棉秆单位消耗功随割刀平均切割速度的增加而减小。 展开更多
关键词 棉秆 切割 试验台 曲柄连杆机构
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12VPA6舰用柴油机曲柄连杆机构冲击响应分析 被引量：13
6
作者 刘少俊 包国治 +2 位作者 陈华清 陈新传 姚寿广 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期39-42,共4页
以曲柄连杆机构为例,基于有限元和多刚体动力学模拟,提出了对于正常运转下的柴油机零部件进行冲击响应的计算方法。运用visual Nastran for desktop(VN4D)和Pro/E软件,采用“瞬时结构假定”,计算了机构部件的冲击响应。结果表明:连杆满... 以曲柄连杆机构为例,基于有限元和多刚体动力学模拟,提出了对于正常运转下的柴油机零部件进行冲击响应的计算方法。运用visual Nastran for desktop(VN4D)和Pro/E软件,采用“瞬时结构假定”,计算了机构部件的冲击响应。结果表明:连杆满足抗冲击要求,曲轴的临界冲击载荷约为10倍的重力加速度,柴油机需要进行抗冲击保护。 展开更多
关键词 内燃机 曲柄连杆机构 冲击响应
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柴油机曲柄连杆机构多体动力学仿真分析 被引量：31
7
作者 吴楠 廖日东 +1 位作者 张保成 左正兴 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期69-73,共5页
基于多体系统动力学理论,实现对某柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析,得到了活塞侧推力、曲柄销受力及主轴颈载荷等动力学参数。通过活塞侧推力和曲柄销受力的传统算法与现代算法的对比,证实基于现代算法的柴油机曲柄连杆机构的动力... 基于多体系统动力学理论,实现对某柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析,得到了活塞侧推力、曲柄销受力及主轴颈载荷等动力学参数。通过活塞侧推力和曲柄销受力的传统算法与现代算法的对比,证实基于现代算法的柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析的方便性与先进性,并为此类型柴油机曲柄连杆机构的优化设计提供了依据。 展开更多
关键词 内燃机 柴油机 曲柄连杆机构 多体系统动力学
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钻井泵曲柄连杆机构的受力分析研究 被引量：8
8
作者 张洪生 迟明 +1 位作者 李向荣 张华光 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2009年第6期70-73,共4页
钻井泵的动力传递一般都由对心式曲柄连杆机构实现,曲柄连杆机构在高压条件下做变速运动,受力极其复杂。从活塞力、惯性力、摩擦力和力矩等方面对传动机构进行了受力分析,并给出了相关的计算公式。通过动力计算分析,确定了钻井泵动力端... 钻井泵的动力传递一般都由对心式曲柄连杆机构实现,曲柄连杆机构在高压条件下做变速运动,受力极其复杂。从活塞力、惯性力、摩擦力和力矩等方面对传动机构进行了受力分析,并给出了相关的计算公式。通过动力计算分析,确定了钻井泵动力端机构中的作用力、惯性力及惯性力矩,从而为钻井泵零部件强度、刚度及稳定性校核提供了理论依据。 展开更多
关键词 钻井泵 曲柄连杆 受力分析 校核
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基于混合算法的内燃机曲柄连杆机构复合目标选配 被引量：8
9
作者 刘明周 郭嘉 +1 位作者 李旗号 曹国安 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期155-161,共7页
在曲柄连杆机构的选配中,为实现在多种装配要求的条件下,对多对零部件同时进行选配,并使剩余的零部件数量最少的复合目标,以提高曲柄连杆机构各零部件的选配成功率和装配质量,建立了复合目标选配的目标函数,确定了约束条件。针对该组合... 在曲柄连杆机构的选配中,为实现在多种装配要求的条件下,对多对零部件同时进行选配,并使剩余的零部件数量最少的复合目标,以提高曲柄连杆机构各零部件的选配成功率和装配质量,建立了复合目标选配的目标函数,确定了约束条件。针对该组合优化问题的特殊性,对传统的基于遗传算法和模拟退火算法的混合算法进行了改进,提高了在初始种群产生阶段进行定向变异的方法,以提高初始种群的平均适应度;并设计了特定的编码方式、交叉运算和变异运算,建立了曲柄连杆机构的复合目标选配方法。最后对该方法进行了有效性验证。 展开更多
关键词 曲柄连杆机构 复合目标 遗传算法 定向变异 选配
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基于遗传算法的曲柄连杆机构可靠性分配 被引量：14
10
作者 徐桂红 刘兴华 李小金 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期60-64,共5页
建立了曲柄连杆机构的可靠性模型,并提出了通用的n中取k模型。引进了可行程度和重要度两个参数,将现有的成本函数改进为广义成本函数,以改进后的广义成本函数为目标函数,以系统可靠度为约束条件,利用遗传算法对曲柄连杆机构的可靠性进... 建立了曲柄连杆机构的可靠性模型,并提出了通用的n中取k模型。引进了可行程度和重要度两个参数,将现有的成本函数改进为广义成本函数,以改进后的广义成本函数为目标函数,以系统可靠度为约束条件,利用遗传算法对曲柄连杆机构的可靠性进行了分配。提出了零部件重要度的确定方法,为汽车产品的可靠度分配和优化问题提出了解决方案。 展开更多
关键词 内燃机 曲柄连杆机构 可靠性 分配 重要度 遗传算法
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一种车用高速柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析 被引量：13
11
作者 程金林 郝志勇 +1 位作者 韩松涛 殷建锋 《汽车技术》 北大核心 2001年第12期5-8,共4页
利用ＡＤＡＭＳ/Ｖｉｅｗ建立了车用高速柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真模型。通过计算机动态仿真实际柴油机的运行,获取了仿真模型的动力学特性数据,得到了与理论分析和实际发动机测试相吻合的结果,为该类型柴油机曲柄连杆机构的优化... 利用ＡＤＡＭＳ/Ｖｉｅｗ建立了车用高速柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真模型。通过计算机动态仿真实际柴油机的运行,获取了仿真模型的动力学特性数据,得到了与理论分析和实际发动机测试相吻合的结果,为该类型柴油机曲柄连杆机构的优化设计提供了依据。 展开更多
关键词 曲柄连杆机构 仿真分析 动力学 汽车 发动机 高速柴油机
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发动机曲柄连杆机构多体动力学建模的若干问题 被引量：13
12
作者 叶奇 孙鹏文 张敏 《机电工程》 CAS 2007年第12期53-55,共3页
基于多体动力学理论,利用Por/E与ADAMS建立了某型车辆发动机曲柄连杆机构多体系统动力学模型,讨论了模型质量特性的要求,模型从Pro/E导入ADAMS建立多刚体系统,利用有限元软件ANSYS生成曲轴柔性体及柔性体引入,并最终建立多体动力学系统... 基于多体动力学理论,利用Por/E与ADAMS建立了某型车辆发动机曲柄连杆机构多体系统动力学模型,讨论了模型质量特性的要求,模型从Pro/E导入ADAMS建立多刚体系统,利用有限元软件ANSYS生成曲轴柔性体及柔性体引入,并最终建立多体动力学系统等相关问题,为类似问题的分析研究提供了参考。 展开更多
关键词 曲柄连杆机构 多体系统动力学 ADAMS 模态中性文件
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发动机曲柄连杆结构的可靠性分配优化 被引量：4
13
作者 唐承 郭书祥 +1 位作者 莫延彧 张吉宁 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2016年第8期346-349,420,共5页
在发动机连杆结构优化设计中,为了解决发动机曲柄连杆的可靠性分配最优化问题,克服传统优化算法在处理变量维数高、高度非线性问题存在的缺陷,提出使用模拟退火粒子群算法对该非线性约束问题进行最优化处理,以达到在安全可靠基础上降低... 在发动机连杆结构优化设计中,为了解决发动机曲柄连杆的可靠性分配最优化问题,克服传统优化算法在处理变量维数高、高度非线性问题存在的缺陷,提出使用模拟退火粒子群算法对该非线性约束问题进行最优化处理,以达到在安全可靠基础上降低成本的效果。混合算法既保持了粒子群算法全局收敛的特点,又补充了模拟退火算法摆脱局部极值点的能力,有利于快速获取全局最优解,从而在实际的发动机曲柄连杆结构可靠性分配优化中获得较好的结果。对结果分析表明,改进混合算法具有较强的全局搜索能力,能合理有效地解决系统可靠性分配问题。 展开更多
关键词 曲柄连杆 系统可靠性 可靠性分配 模拟退火 粒子群优化
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内燃机曲柄连杆机构的建模与仿真研究 被引量：7
14
作者 童宝宏 桂长林 +1 位作者 陈华 孙军 《计算机仿真》 CSCD 2007年第12期229-234,共6页
对内燃机曲柄连杆机构的工作性能进行仿真分析是内燃机产品设计过程中的重要组成部分。文章根据机械系统动态仿真技术的相关理论,介绍了一种基于Pro/E和Matlab工程软件的内燃机曲柄连杆机构动力学仿真分析方法。文章首先结合某内燃机曲... 对内燃机曲柄连杆机构的工作性能进行仿真分析是内燃机产品设计过程中的重要组成部分。文章根据机械系统动态仿真技术的相关理论,介绍了一种基于Pro/E和Matlab工程软件的内燃机曲柄连杆机构动力学仿真分析方法。文章首先结合某内燃机曲柄连杆机构模型实例,利用Pro/E软件的三维实体建模功能建立了该机构的实体模型,然后利用Pro/E提供的Mechanism模块进行了曲柄连杆机构的动力学仿真分析,得到了活塞、连杆大头轴承等主要运动部件的运动规律及受力情况。最后,结合Mechanism模块得到的分析结果,利用Matlab软件对各主轴承负荷状况进行了数值模拟分析。对仿真结果的分析表明,仿真结果与内燃机的实际工作状况基本一致。文章介绍的仿真方法为曲柄连杆机构的选型、优化设计提供了一种简便有效的新思路。 展开更多
关键词 内燃机 曲柄连杆机构 建模 仿真
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一种改进的发动机曲柄连杆机构的可靠性分配算法 被引量：4
15
作者 陈国华 张根保 +1 位作者 李冬英 熊伟 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第4期1021-1023,共3页
为了对发动机曲柄连杆机构的可靠性进行更合理的分配,提出了一种改进的可靠性分配算法。在对曲柄连杆机构进行可靠性分析的基础上,根据可靠性工程中可靠性成本函数的规律,构建了发动机曲柄连杆机构的可靠性预估成本函数,建立了曲柄连杆... 为了对发动机曲柄连杆机构的可靠性进行更合理的分配,提出了一种改进的可靠性分配算法。在对曲柄连杆机构进行可靠性分析的基础上,根据可靠性工程中可靠性成本函数的规律,构建了发动机曲柄连杆机构的可靠性预估成本函数,建立了曲柄连杆机构可靠性的分配模型,并根据可靠性与成本的微分性质,构建了以重要度最大单元为搜索单元逐步迭代的算法,该算法简单、易用。最后结合一个实例,验证了模型和方法的有效性与可行性。 展开更多
关键词 发动机 曲柄连杆机构 可靠性分配
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基于虚拟方法的发动机曲柄连杆机构优化设计 被引量：4
16
作者 徐玉梁 付光琦 +1 位作者 祖炳锋 靳素华 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第1期88-91,共4页
为降低多缸发动机曲柄连杆机构的振动,根据多刚体动力学理论,建立了参数化的曲柄连杆机构动态仿真模型,克服了传统的双质量模型中采用惯性力静力等效法的误差,快速获取其动力学特性数据;并结合对机构内主要件强度的有限元分析,改进了主... 为降低多缸发动机曲柄连杆机构的振动,根据多刚体动力学理论,建立了参数化的曲柄连杆机构动态仿真模型,克服了传统的双质量模型中采用惯性力静力等效法的误差,快速获取其动力学特性数据;并结合对机构内主要件强度的有限元分析,改进了主要运动件的原始结构。通过以上工作,改善了曲柄连杆机构的动态特性,降低了发动机的振动,为曲柄连杆机构的优化设计提供了一种可借鉴的方法。 展开更多
关键词 曲柄连杆机构 参数化 虚拟设计 减振优化
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基于ADAMS的多缸内燃机曲柄连杆机构动力学仿真分析 被引量：7
17
作者 张小明 魏德超 郭晓杰 《机械传动》 CSCD 北大核心 2012年第12期95-97,共3页
引起内燃机振动的一个重要因素是其曲柄连杆机构往复运动产生的惯性力和惯性力矩。应用多体动力学相关理论,基于动力学仿真软件ADAMS和Pro/E,建立了多缸内燃机的虚拟样机参数化实体模型,通过MECHANANISM/Pro接口模块将所建模型导入ADAM... 引起内燃机振动的一个重要因素是其曲柄连杆机构往复运动产生的惯性力和惯性力矩。应用多体动力学相关理论,基于动力学仿真软件ADAMS和Pro/E,建立了多缸内燃机的虚拟样机参数化实体模型,通过MECHANANISM/Pro接口模块将所建模型导入ADAMS中进行仿真分析,得到了活塞、曲轴、连杆等主要运动部件的运动规律和受力情况,仿真结果与内燃机实际工作情况基本一致,为内燃机曲轴连杆机构的进一步优化设计提供了依据。 展开更多
关键词 曲柄连杆机构 ADAMS 多缸内燃机 动力学分析
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汽车发动机曲柄连杆机构动力学分析 被引量：14
18
作者 束永平 夏长高 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期27-30,共4页
利用柔性多体动力学方法建立了基于ADAMS软件平台的发动机曲柄连杆机构动力学仿真分析模型。并根据所建立的模型,对某汽车D6114B发动机曲柄连杆机构的运动学、动力学特性进行了仿真。通过仿真计算,得到考虑曲轴柔性时的曲轴主轴颈、连... 利用柔性多体动力学方法建立了基于ADAMS软件平台的发动机曲柄连杆机构动力学仿真分析模型。并根据所建立的模型,对某汽车D6114B发动机曲柄连杆机构的运动学、动力学特性进行了仿真。通过仿真计算,得到考虑曲轴柔性时的曲轴主轴颈、连杆轴颈载荷、活塞、连杆等惯性力以及发动机的输出特性。为发动机曲柄连杆机构的设计与改进提供了重要依据。 展开更多
关键词 发动机 曲柄连杆机构 多体动力学 特性仿真
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发动机曲柄连杆机构CAD系统的研究 被引量：3
19
作者 徐斌 宋宝玉 +1 位作者 王兆海 金强 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期283-286,共4页
主要针对发动机曲柄连杆机构 ,详细论述了基于特征的参数化设计方法 ;并利用 Visual C+ + 对Pro/Engineer进行二次开发 ,建立发动机曲柄连杆机构 CAD系统。本系统的应用 。
关键词 计算机辅助设计 曲柄连杆机构 发动机
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曲柄连杆机构在理论力学中的研究 被引量：3
20
作者 胡文绩 彭俊文 +1 位作者 吴勇 曾全英 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第1期77-79,共3页
曲柄连杆机构是自动化中最常用的机构之一,它可使旋转运动与往复直线运动相互转化。本文作者把曲柄连杆机构中的力学问题用理论力学中静力学、运动学及动力学的方法进行了分析,分析结果可推广应用到内燃机、发动机、压榨机等类似力学问... 曲柄连杆机构是自动化中最常用的机构之一,它可使旋转运动与往复直线运动相互转化。本文作者把曲柄连杆机构中的力学问题用理论力学中静力学、运动学及动力学的方法进行了分析,分析结果可推广应用到内燃机、发动机、压榨机等类似力学问题的研究。 展开更多
关键词 曲柄连杆机构 静力学 运动学 动力学
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