李亚南 王增胜 孔令云

摘 要：针对曲柄滑块机构的运动可视化问题，利用MathCAD软件建立了机构的数学模型，实现了曲柄滑块机构静态可视化图形的绘制和动画演示，并给出了实现运动可视化的详细步骤。实践证明，利用MathCAD实现曲柄滑块机构的可视化建模简单，动画实现方便高效。为曲柄滑块机构的设计、优化等提供了参考依据，并可推广至其余机构的运动可视化实现。

关键词：曲柄滑块机构；MathCAD；运动可视化

中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.31.094

曲柄滑块机构是由平面四杆机构演化而来的一种机构，其运动简图如图1所示，用于实现回转运动和移动之间的相互转化。曲柄滑块机构应用广泛，如冲床、压缩机、往复活塞式发动机等，都是曲柄滑块机构的典型应用。冲床、压缩机以曲柄为主动件，把整周转动转换为往复移动。往复活塞式发动机把往复移动转换为不整周或整周的回转运动。曲柄滑块机构的运动仿真对该机构的设计、优化等具有重要意义，而选择方便快捷的仿真工具是用户考虑的首要问题。

MathCAD是由Mathsoft公司推出的一套符合工业标准的专业计算软件。其突出优点是既简便易用，又功能强大。当输入数学公式、方程组或矩阵之后，计算机能直接给出结果，而无须去考虑中间计算过程，并可很方便地显示数学表格和图形，通过对图形结果的分析，使用户对问题的理解更加形象直观。本文应用MathCAD软件提供的数学工具和自动绘图功能，直接输入数学公式，绘制曲柄滑块机构，并生成其运动动画，实现曲柄滑块机构的运动可视化。……