Research on the combined crank linkage mechanism with transient high precision sinusoidal output characteristics

XIAO Yong; HUANG Yimiao; LI Yeying; LU Junfeng; ZOU Zhengyao

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2025.03.007

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Research on the combined crank linkage mechanism with transient high precision sinusoidal output characteristics

Design· Calculation | 更新时间：2025-03-20

- Research on the combined crank linkage mechanism with transient high precision sinusoidal output characteristics
- Journal of Mechanical Transmission Vol. 49, Issue 3, Pages: 48-52(2025)
- 作者机构：
  
  1.南京工程学院机械工程学院，南京 211167
  2.中车南京浦镇车辆有限公司，南京 210031
  3.南京晓庄学院教师教育学院，南京 211171
  4.金陵科技学院机电工程学院，南京 211169
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.03.007
  CLC： TH139
- Received：20 November 2023，
  
  Revised：26 December 2023，
  
  Published：15 March 2025
- 稿件说明：
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肖勇，黄亦淼，李烨颖，等. 具有瞬态高精度正弦输出特性组合曲柄连杆机构的研究［J］. 机械传动，2025，49（3）：48-52.

XIAO Yong，HUANG Yimiao，LI Yeying，et al. Research on the combined crank linkage mechanism with transient high precision sinusoidal output characteristics［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（3）：48-52.
肖勇，黄亦淼，李烨颖，等. 具有瞬态高精度正弦输出特性组合曲柄连杆机构的研究［J］. 机械传动，2025，49（3）：48-52. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2025.03.007.

XIAO Yong，HUANG Yimiao，LI Yeying，et al. Research on the combined crank linkage mechanism with transient high precision sinusoidal output characteristics［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（3）：48-52. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2025.03.007.

摘要

目的

针对复合曲柄连杆机构两个曲柄旋转中心距离较大的问题，为避开链传动带来的瞬态振动和相位误差，创新地提出了具有瞬态高精度正弦输出特性的组合曲柄连杆机构。

方法

解析计算了链传动对机构输出的瞬态特性影响，其最大可造成±5%的波动转矩；设计了同轴反向传动机构，将两个曲柄进行同轴布置，可实现平稳、精确传动；利用Ansys软件对锥形齿轮轴进行扭转角度分析，兼顾锥形齿轮传动侧隙，分析了该机构的输出规律与标准正弦曲线之间的误差。

结果

结果表明，锥形齿轮轴扭转变形和锥形齿轮传动侧隙带来的绝对速度误差较小。因此，该机构具有瞬态高精度特性，满足波浪能发电装置和汽车悬架振动等产品低成本试验要求。

Abstract

Objective

In response to the problem of the large distance between the two cranks of the composite crank connecting rod machine and to avoid the transient vibration and the phase error caused by the chain transmission

an innovative combination crank connecting rod mechanism with the transient high-precision sinusoidal output characteristics was proposed.

Methods

The transient characteristics of chain transmission on the output of the mechanism were analyzed and calculated

resulting in a maximum fluctuation torque of ±5%. A coaxial reverse transmission mechanism was designed to coaxially arrange two cranks

achieving smooth and precise transmission. Using Ansys software to analyze the torsion angle of the bevel gear shaft

taking into account the transmission backlash of the bevel gear

the error between the output law of this mechanism and the standard sine curve was analyzed.

Results

The results indicate that the absolute speed error caused by the torsional deformation of the bevel gear shaft and the backlash of the bevel gear transmission is relatively small. Thus

the mechanism has transient high-precision characteristics

and can meet the low-cost testing requirements for products such as wave energy power generation devices and automotive suspension vibrations.

关键词

Keywords

references

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Research on the Compound Crank-link Mechanism with Precise Sine Output Characteristics

Related Author

Zhang Rui

Zou Zhengyao

Lu Junfeng

Related Institution

College of Mechanical and Electrical Engineering, Jinling Institute of Technology

School of Automotive Engineering, Yancheng Institute of Technology

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