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往复运动

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双动固定式蒸气引擎英语stationary steam engine可以将往复运动转换为旋转运动。左边是活塞,右边是固定在飞轮轴上的曲柄

往复运动(Reciprocating motion)是反复式的上下(或前后)直线运动。在许多的机械中都有这种运动,例如往复式发动机泵浦。往复运动中会有二个方向相反的直线运动,组成一个往复运动的周期,此周期称为冲程[来源请求]

曲柄可以将圆周运动转换为往复运动,或是将往复运动转换为圆周运动。

例如在内燃机(一种往复式发动机)中,气缸中会周期性燃烧燃料,因此产生膨胀,带动活塞往下,透过活塞连杆英语connecting rod使曲轴旋转。曲轴继续的旋转会将曲轴往反方向拉,使气缸可以预备下一个冲程。活塞的运动是往复运动,会转换为曲轴的圆周运动,最后可以推动车辆或是对外作功。

泵浦活塞的往复运动类似正弦简谐运动,但不完全相同。假设轮子以完美的固定角速度旋转,曲轴连接到活塞连杆的点会在圆上以定速运动。因此此点位移会是完美的正弦曲线。不过在运动过程中,活塞连杆的角度会一直改变,因此活塞连杆连接活塞的那一点就不是理想的正弦了。若飞轮不是以定速旋转(例如车辆从静止开始移动),那和正弦的差异就更大了。

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参考资料