马庭松

（奇瑞汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241007）

0 引言

曲柄连杆机构是在机械工程中应用最广泛的机构之一。随着工程设计技术的不断发展，工程中应用的曲柄连杆机构的尺寸越来越小，转速越来越快，弹性动力学问题就显得十分突出。有关弹性曲柄连杆机构动力学分析,国内外学者已做了大量研究工作。文献[ 1][ 2],采用联立求解电动机电磁方程和连杆机构动力学方程解决机电耦合动力学问题，理论上较完备，但计算过程复杂，编程工作量大。文献[ 3]利用电动机输出特性研究活塞式压缩机曲轴-滚动轴承系统从起动到正常工作时的动力学行为，但只考虑了曲轴的弹性变形，其研究对象实际上是曲柄滑块机构。文献[ 4]采用有限元法分析弹性连杆机构动力学问题，选用的杆单元没有考虑到杆的弯曲变形。文献[ 5]对电动机、减速器、连杆机构系统进行了分析研究，应用数值模拟得到了刚性条件下曲柄角速度和角加速度的变化曲线。本文提出一种简单实用的机电耦合弹性连杆机构动力学分析方法。该方法没有联立求解电磁方程和连杆机构动力学方程，而是直接利用电动机输出特性，过程得到简化。

1 求解的思路

因为连杆机构运动过程中弹性变形相对于刚性运动位移是很小的，因此在研究起动过程中曲柄角速度变化规律时，构件的弹性变形可以暂时忽略不计。故本文的求解思路是：首先利用电动机输出特性，建立电动机-刚性连杆机构耦合动力学仿真模型，求曲柄从起动到额定工况时的角速度和驱动力矩随时间变化规律及作用在连杆机构上的阻力矩与曲柄转角位置之间的关系。……