曲柄摇杆机构的计算机辅助设计.
摘要：在播种机的众多工作部件中，排种器是播种机的核心部件，直接影响着播种作业质量（粒距合格指数、重播指数和漏播指数等指标）的好坏。而无极变速器又是排种器的重要部件，因此研究无极变速器的特性显得尤为重要。研究无极变速器的方法有许多种，其中计算机仿真是一种比较好的方法。通过仿真能模拟无极变速器的运动，可以在不实验的条件下直观方便的观测机构运动情况，大大简化实验的繁琐内容。论文以主动轴和从动轴之间的运动关系建立仿真模型，并画出输出轴的运动速度图，加速度图。试验无级变速器在高，中，低转速和曲柄不同长度下的机构运动情况，以了解该机器在高，中，低转速下的机构传动比时变规律与稳定性，机构输出转速的时变规律与稳定性，机构输出角加速度的时变规律与稳定性。确定机器在不同条件下的运动特性。并从中选出一组机构最优参数。
关键词：曲柄摇杆式脉动无级变速器，闭环矢量方程，Simulink仿真。
无极变速器具有恒功率，高效率，可靠性高，体积小，操作简便，变速范围大等优点。随着现代工业的发展，对汽车、拖拉机等机械的经济性、动力型提出了更高的要求，变速器又是其中的的关键部件，它输出的转速的稳定性直接影响的机器的稳定性。论文仿真机构为四连杆式无极变速机构。课题研究目的是通过仿真无级变速器在高，中，低转速下的运动情况从而确定它在高，中，低转速下的速度，加速度特性，并找出一组最佳机构运动参数，以了解该机器的特性。
1.2脉动无极变速器国内外研究现状
国际上，在机械式脉动无级变速器领域，目前以德国、美国和日本的技术水平较高。其成熟技术以德国的GUSA型及美国的ZERO—MAX型系列产品为代表。GUSA型，国内称为三相并列连杆脉动无级变速器，分为GUSA I型(三相偏置摇块)和改进的GUSA II型(三相对心摇块)两种。GUSA I型最早由德国Heinrich Gensheimer和Sohne机器制造公司在50年代推出之后，该公司在80年代又对其加以改进推出了GUSA II型变速器，GUSA II型是目前性能最为优良的脉动式无级变速器，其变速范围宽，转速可以为零，调速方便，工作时输出转速的脉动度较小，此外，其结构紧凑，加工方便，传动可靠，因而应用广泛。ZERO—MAX型，最早由美国ZERO—MAX公司于1962年推出，国内称为四相并列连杆式脉动无级变速器。该类无级变速器具有较大的变速范围，转速可以为零，且调速响应快；其结构紧凑、轻巧，常用于小功率场合。另外，日本生产的ZERO—MAX型无级变速器不仅性能优良且独具特色。有些规格的变速器带有变向手柄，可实现双向传动(变换输出轴的转向应在停机后进行)，有些变速器内部还装有防止过载的转矩限制器。就国内而言，目前的产品大多是在以上两种机型的基础上加以仿制和改进而来的。如在GUSA I型基础上加以仿制生产出的三相并列曲柄摇块脉动式无级变速器系列，这种变速器传递功率较低，工作性能也不太好，国内厂家目前正在加紧消化国外技术，积极研制性能更好的GUSA II型变速器；此外还有引进消化ZERO—MAX型生产出的MT四相并列连杆式脉动无级变速器。该型无级变速器由于采用了内置螺旋机构调速，因而具有更好的调速性能。市面上除以上几种主要机型外。尚有多种组合型及改进型脉动式无级变速器。组合式通常采用连杆机构和其他机构的组合，例如采用定轴齿轮机构与连杆机构组合的德国Philamat脉动无级变速器，该变速器具有脉动度小。调速范围宽，传递功率较大的特点。另外还有采用行星齿轮机构与铰链六杆机构组合的JBLW型脉动无级变速器，以及采用凸轮连杆机构与齿轮机构组合的脉动无级变速器(以美国的MORSE链传动公司推出的三相星型布置的MORSE变速器为代表)等。就目前来说，鉴于结构性能上的局限性，现有脉动式无级变速器主要用于中小功率(18kw以下)、中低速(输入n1=1440r/min，输出n2=0~l000r/min)、降速型以及对输出轴旋转均匀性要求不严格的场合，例如热处理设备、清洗设备以及化工、医药、塑料、食品和电器装配运输线等领域的应用。
机械系统动态仿真技术又称虚拟样机技术，是国际上20 世纪80 年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程(CAE)技术。借助于这项技术，工人们可以计算机上建立机械系统的模型，对模型进行各种动态性能分析，然后改进或优化样机设计方案。虚拟样机技术的其核心是利用计算机辅助分析技术进行机械系统的运动学和动力学分析，以确定系统及其各构件的在任意时刻的位置、速度和加速度。
计算机仿真目前已经成为解决工程问题的重要手段，MATLAB/Simulink软件已经成为其中功能最强大的仿真软件之一。而仿真领域的重点是建立模型，即在模型建立以后再设计合理的算法对模型进行计算。Simulink建模与一般程序建模相比更为直观，操作也更为简单，不必记忆各种参数，命令的用法，只要用鼠标就能够完成非常复杂的工作。Simulink不但支持线性系统仿真，还支持非线性系统仿真；不但支持连续系统仿真，还支持离散系统甚至混合系统仿真；不但本身功能非常强大，而且还是一个开放性系统，可以自己开发模块来增强simulink自身的功能。对于同一个系统模型，利用simulink可以采用多个不同的采样速率，不但能够实时地显示计算结果，还能够显示模型所表示的实际运动形式。
