1.工作原理与机构尺寸

曲柄摇杆机构的工作原理如图4-51所示，原动件曲柄AB匀速转动，通过连杆BC带动摇杆CD往复摆动，要求确定摇杆任意时刻的角位置、角速度和角加速度。

图4-51 曲柄摇杆机构简图

机构尺寸为：曲柄长AB=50 mm，连杆长BC=200 mm，摇杆长CD=150 mm，机架长AD=150 mm。

2.零件造型与装配

曲柄摇杆机构中四个零件只是长度不同，其他特性均相同，以曲柄为例，其草图如4-52所示。

图4-52 曲柄草图

图4-53 曲柄三维造型

完成草图后，在【特征】中选择【拉伸凸台/基体】，在对话框中选择【给定深度】5 mm，确定后即可获得图4-53的曲柄三维造型，依次完成其余三个零件的三维造型。

3.机构装配

图4-54 曲柄摇杆草图

图4-55 曲柄摇杆三维造型

选择【文件】/【新建】/【装配体】命令，建立一个新装配体文件，将四个零件都添加进来，右击将机架设为固定零部件，按机构原理，依次添加铰链处的同轴心配合和正面的重合配合，如图4-54所示。

也可将重合配合采用如图4-55所示形式，由于各零件之间的运动为平面运动，对运动分析结果没有影响。

4.运动仿真

在装配体界面，将“Solid Works Motion”插件载入，单击布局选项卡中的【运动算例1】，在Motion Manager工具栏中的【算例类型】下拉列表中选择“Motion分析”。

（1）添加马达(www.daowen.com)

单击Motion Manager工具栏中的“马达”按钮“”，为曲柄添加一逆时针等速旋转马达，如图4-56所示，曲柄转速n=120 r/min，马达位置为曲柄与机架组成的转动副中心，如图4-57所示。

图4-56 曲柄马达参数设置

图4-57 曲柄马达位置

（2）仿真参数设置

在Motion Manager界面中将时间的长度设到2s，单击工具栏上的“运动算例属性”按钮“”，在弹出的属性管理器中的【Motion分析】栏内将每秒帧数设为100，其余参数为默认设置，如图4-58所示，单击“确定”按钮，完成仿真参数的设置。

图4-58 曲柄马达位置参数设置

图4-59 摇杆角位移参数设置

（3）仿真分析

单击Motion Manager工具栏上的“计算”按钮“”，进行仿真求解，在求解过程中可以看到曲柄摇杆机构的运动情况，在2s的时间内曲柄逆时针旋转了四圈，仿真计算完毕后，单击工具栏上的“结果和图解”按钮“”，在弹出的属性管理器中进行如图4-59的参数设置，其中“”显示栏的面为摇杆上的任意一个面，输出即为此面的运动参数。单击“确定”按钮，生成摇杆角位移曲线图解，如图4-60所示。

图4-60 摇杆角位移曲线图解

同理，在图4-59中的前两个下拉列表框第二栏中，分别选择“角速度”和“角加速度”，在第3个下拉列表框中“选择结果分量”中，选择“Z分量”，分别得到摇杆的角速度和角加速度曲线图解，如图4-61和4-62所示。

图4-61 摇杆角速度曲线图解

图4-62 摇杆角加速度曲线图解

设置不同的参数，观察输出的结果，分析它们之间的相互关系。