例题 01-05-01-03 如图所示,一曲柄连杆机构的曲柄OA长为r,连杆A长为l。连杆AB的一端用销子AOA相连。当曲柄以匀角速绕轴O作逆时针旋转时,通过连杆带动活塞在气缸内往复运动,求活塞的运动方程。

解: 取O点为原点,水平向右为x轴正向(如图),并设开始时,曲柄销Ax轴上的P点,当曲柄以匀角速作逆时针旋转时,则在t时刻,曲柄的角坐标为 ,这时活塞的位置相应为xOBRB。即
         ①
这就是活塞的运动方程。由于式中含有,其值均随时间t作周期性变化,因此活塞在两个极端位置之间沿x轴来回运动。
  我们把式①右端的平方根式按二项式定理展开为
      
   
由于在实际的曲柄连杆机构中,r / l <1/3.5, 因此可略去以上的高阶小量,于是式①可写成
     
    ③
      
      ④
,即将坐标原点从O点移到坐标为
点,从而可得,活塞以为原点、以为位置坐标的运动方程为
         
           ⑤