有了想法后,她拿起铅笔,在草稿纸上画了一个圆,标注了曲柄销的位置。然后画了一条水平线表示工作台的导轨。
她的方法是,急回机构。
曲柄销的投影在导轨上移动,当曲柄匀速旋转时,投影的运动不是匀速的。在两端速度慢,中间速度快。
这就是急回效应的原理!
1:2的时间比,需要曲柄销的运动轨迹不是正圆,以及不在导轨的延长线上。
把曲柄的旋转中心相对于导轨的垂直方向偏移一定距离,就能实现急回。
只需要算一下偏移量!年轻的脑瓜子好使得不得了!
她快速在草稿纸上列了几个几何关系式,然后发现时间不够了。
算了,先画图,尺寸估算一下就行了,关键是原理要对。
一个圆,圆心标记为O(电机轴中心)。
圆上一点A(曲柄销)。
从A画一条直线到B(滑块铰接点),再从B画一条水平线到C(工作台中心)。
工作台下方画两个矩形表示导轨滑块。
她特意把圆心O画得比导轨中心线高出一段距离。这就是“偏心”。
看着这个颇为潦草的图,一时有些沉默。
这绝对不是她的水平!
不过,没时间纠结改了!
然后直接开始标注几个关键尺寸。并且在图旁边写了几行字。
工作原理:电机带动曲柄OA匀速旋转,通过连杆AB驱动滑块B在水平导轨上往复运动,滑块与工作台固定连接,从而将旋转运动转换为工作台的直线往复运动。
时间比实现:通过将曲柄旋转中心O设置在工作台导轨中心线的上方50mm处,使得曲柄旋转一周时,滑块前进和后退的行程对应不同的曲柄转角。经估算,前进对应曲柄转角约240°,后退对应约120°,时间比约为2:1,满足设计要求。
需要考虑的关键问题有两个。
死点问题,和受力分析。
写完最后一个字,她放下铅笔,点头表示满意。
虽然图潦草,但思路决定是对的!
然后看了看四周,大部分人还在埋头画图。
坐在她斜前方的那个男生,老熟人了,阿廖沙,画得最快,已经举手交卷了。
时珈一眼睛尖,能看到他的图纸上是一个标准的曲柄滑块机构,线条笔直,标注清晰,完全是教科书上的模板。
………嫉妒使她面目全非!
这人是不是每天回家偷偷练字?那直线画得跟拿尺子比着描的一样。
再看看自己的图——
不堪入目!算了。思路重要,思路重要。
她低头又检查了一遍自己的图,确认没有明显错误后,举手。
维克多走过来,拿起她的图纸,看了一眼。
没说话。
他又看了一眼。
嗯?
然后他抬起头,看着时珈一。
“偏心距50mm,怎么算的?”
时珈一顿了一下,如实回答:“估算的。根据行程300mm和时间比1:2,用几何关系反推了一个大概的值。如果要精确设计,需要建立运动学方程求解。”
维克多没说话,又低头看了一会儿图纸。
然后他指着那个“偏心”的标注:“这个数值,会影响急回系数。你估算的依据是什么?”
时珈一指了指图上画的一个辅助线:“我假设曲柄旋转一周,滑块在最左和最右两个位置时,曲柄销A对应的两个位置与圆心O连线的夹角,大约是240°和120°。根据这个,解了一个三角形,算出偏心距和曲柄半径的关系。但时间不够,我没解精确方程,用比例估了一个近似值。”
维克多盯着她说的那个三角形,看了一会儿。
然后他点了点头,转身走向讲台。
“时间到。把图纸都交上来。”
一阵窸窸窣窣的声音,大家把图纸往前传。
维克多收齐图纸,放在讲台上。
“刚才那道题,我收到了四十三份答案。四十二份画的是标准曲柄滑块机构。圆心在导轨中心线上,连杆水平,行程对称,前进和后退时间相等。”
他拿起其中一份图纸,就是阿廖沙的,举起来给全班看。
“这份,画得最规范。线条笔直,标注清晰,尺寸准确。如果这是一本教科书,它会是个好例子。”
时珈一感慨,这家伙画的真的太完美了!
而维克多很快把图纸放下。
“但是,题目要求的是什么?前进匀速,后退快速回程,时间比1:2。”
“标准曲柄滑块机构,前进和后退时间永远相等。因为曲柄转180°前进,转180°后退。不可能实现1:2。”
台下有人小声议论和惊呼起来。
“所以,那四十二份答案,都想错了。把题目当成了模板,把设计当成了默写。”
他拿起另一份图纸。
“这一份。”
他把图纸举起来,让全场都能看见那个偏心的圆心,和那根倾斜的连杆。
“画的是偏心曲柄滑块机构。圆心不在导轨中心线上,而是偏了50毫米。为什么?因为只有偏心,才能让前进和后退的时间不等。这是原理。”
“我希望大家记住,设计不是背答案,是解决问题。问题是活的,答案就不能是死的。她这个偏心距,如果让我打分,数值是估算的,只能给一半分。但是,这个偏心给满分。”
满分!
虽然数值只给一半分,但偏心给满分!
她努力压住嘴角。
优秀!差一点完美!
维克多转向全班,声音沉下来。
“你们有四十二个人,画了四十二张一模一样的图。题目里有1:2这个条件,你们看见了吧?为什么没有去想标准的不行?你们脑子里装的不是如何设计,而是如何画标准答案。”
“工程师和绘图员的区别,就在这里。绘图员画得漂亮,工程师想得清楚。漂亮可以练,清楚得靠想。”
他走回讲台,把那四十二份图纸摞在一起,推到一边。
“这些,退回。重做。重想一遍。下节课交。”
台下响起一阵哀嚎声。
至于时珈一,因为只有她一人安全的世界达成了,所以……她只能……
死嘴!压住!
下课铃响了。
人群往外涌。阿廖沙经过她身边时,幽怨看了她好几眼。
“虚假的大一生。”
时珈一:“.......”
真是抱歉,我的优秀影响你的判断了。
等收拾好东西,正准备走,维克多从讲台上传来声音。
“时珈一。”
她抬起头,惊讶,维克多居然还记得自己的名字?
维克多站在讲台后面,手里拿着她的图纸。
“偏心距50毫米,回去精确解一下。这周还有一堂我的理论力学,到时把结果给我。”
时珈一:“........”
作业永远是她攻不破的难题!
然后点了点头:“是,教授。”
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