非圆齿轮传动串联曲柄滑块机构方案及其优化高雪强，杨胜强，马麟（太原理工大学机械工程学院）滑块机构的方案，以改善滑块的力口速度特性，并对该非圆齿轮及曲柄滑块机构的设计参数进行了优化结果表明，该方案可改善滑块的加速度特性曲柄滑块机构广泛应用于工程机械中。当连杆匀速转动时，带动滑块作非匀速往复直线运动在该运动过程中，滑块产生的加速度使运动副中产生附加动压力，引起机械振动及噪音，影响运动的稳定性，减短机器寿命，恶化工作环境。为了改善这一工况，采用非圆齿轮啮合串联曲柄滑块机构，利用非圆齿轮变传动比特性，通过优化设计参数，来改善滑块的加速度特性。非圆齿轮与连杆、凸轮机构相比，具有机构牢靠、紧凑，传动平稳，容易实现动平衡等优点但是，由于非圆齿轮的设计复杂，制造困难，因此没有得到广泛应甩随着计算机技术和数控技术的飞速发展，CAD/CAM技术的广泛应用，非圆齿轮步入了一个新的实用化时期。

　　是工程机械中常用到的曲柄滑动机构。图中曲柄长度为r，连杆的长度为1.起始位置时，曲柄和连杆都在水平位置，当曲柄逆时针转过h角后，到达图示位置则滑块中心到曲柄中心的距离x为：消去T得：一加速度a为：XI―为曲柄的角加速度，当曲柄匀速转动取k= 0.25时，其滑块加速度曲线如所示。

　　2非圆齿轮啮合串联曲柄滑块机构的加速度分析bookmark1椭圆齿轮是非圆齿轮中常见的一种，因其设计和制造相对简单，更经济、实用，因而在机构组合中较多采甩当采用椭圆齿轮传动时，随着椭圆偏心41：A *基金项目：山西省教育厅高校科技研究开发项目资助（2016）率的不同，可以获得不同的传动比为了改善滑块的运动状况，使其往复运动速度比较均匀，不产生过大的加速度，现将一对参数相同的椭圆齿轮与曲柄滑块机构串联起如所示，两椭圆齿轮的回转中心分别在各自的焦点上，椭圆的偏心率为e.同时为了调节和优化滑块加速度，加入一对传动比1n的嗤合圆柱齿轮3，4，连杆固联在齿轮4上当主动轮1转过h角时，齿轮2转过h角，齿轮4转过h角度，k为主动椭圆齿轮的回转角速度，k为被动椭圆齿轮的回转角速度，k为曲柄的回转角速度。

　　与连杆的长度比椭圆偏心率e及圆柱齿轮传动比n为变量则该综合机构的优化设计变量为：椭圆齿轮偏心率取0由曲柄和连杆的关系取0.1啮合圆柱齿轮的传动比取1 3.3寻优目标函数设计该串联机构的目的是为了减小滑块的加速度，获得近似匀速的滑块运动，使其运动较平稳，因此可取该机构的输出加速度平方和小为目标函数，它的表达式可写为：/（X）综上所述，本机构优化数学模型如下：当主动椭圆齿轮匀速转动时，X= 0将k3，X代入（3）式，可得该串联机构中滑块的加速度为：参照，试设计一非圆齿轮串联曲柄滑块机构，使其滑块的输出速度平稳，改善曲柄滑块机构的加速度特f生采用约束随机法，取计算收敛精度X0. 01，优化计算结果为：3优化设计数学模型的建立131bookmark6曲柄滑块机构串联非圆齿轮之后，通过参数的优化设计，可以大大改善滑块的加速度特性，减少冲击振动及噪音，改善工作环境，延长机器寿命。

　　3.1设计变量21-30.丨2丨吴序堂，王贵海。非圆齿轮及非匀速比传动|M|.北京：机械工业出版社，1997 1-.|3丨陈秀宁。机械优化设计丨M|.浙江：浙江大学出版社，1991119-124.（编辑：庞富祥）