發(fā)布時(shí)間：2017-03-16 21:05

  本文關(guān)鍵詞：連桿機(jī)構(gòu)中摩擦對動力學(xué)特性的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：摩擦現(xiàn)象廣泛存在于機(jī)構(gòu)運(yùn)動副中,摩擦力的負(fù)功效應(yīng)很大程度地影響著機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性,在由低副組成的平面連桿機(jī)構(gòu)中表現(xiàn)尤為明顯。在分析偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性時(shí),忽略偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動副中的摩擦力、或者簡單將各個(gè)傳動環(huán)節(jié)的摩擦以一個(gè)籠統(tǒng)的效率進(jìn)行估算,折抵為較小的驅(qū)動力矩,所得速度波動曲線與實(shí)測結(jié)果均存在較大的偏差。因此,有必要對作用在系統(tǒng)上的各個(gè)傳動環(huán)節(jié)的摩擦進(jìn)行分析,以區(qū)別對待它們對機(jī)構(gòu)不同的負(fù)功效果。首先,論文對動力學(xué)調(diào)速實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和理想狀態(tài)的動力學(xué)分析。對于直流電機(jī)驅(qū)動、單向負(fù)載的偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu),取曲柄作為等效構(gòu)件,根據(jù)動能定理,列出等效動力學(xué)方程,利用數(shù)值迭代法求解該方程,得到各種工況在不考慮傳動效率和運(yùn)動副摩擦力的理想狀態(tài)下的曲柄轉(zhuǎn)速波動曲線。之后,論文針對數(shù)值分析以曲柄角度劃分節(jié)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)臺測試以時(shí)間為采樣周期造成兩種結(jié)果無法直接對比的問題,對實(shí)驗(yàn)臺測試系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的變換處理,將曲柄角速度的橫軸由時(shí)間轉(zhuǎn)化角度,獲得與數(shù)值計(jì)算結(jié)果相同的角度橫軸。同時(shí),由于實(shí)驗(yàn)臺采集數(shù)據(jù)無法像數(shù)值分析那樣,從曲柄空回行程之前的極限位置作為起始點(diǎn),尚需在其數(shù)據(jù)中截取一個(gè)周期的“零點(diǎn)”位置。上述數(shù)據(jù)處理和完善更加方便直觀地比較理論曲線和實(shí)驗(yàn)曲線的差別。接著,對理想狀態(tài)的動力學(xué)模型進(jìn)行修正,在數(shù)值求解中加入摩擦因素的影響。連桿兩側(cè)的速度波動、構(gòu)件位置變化等因素使得連桿兩側(cè)的轉(zhuǎn)動副摩擦力呈現(xiàn)較強(qiáng)的非線性,大大增加了系統(tǒng)動力學(xué)問題求解的復(fù)雜性。通過對滑塊的受力分析和求解,得到連桿兩側(cè)球面軸承以及“滑塊-導(dǎo)軌”間的正壓力,分別按照“庫倫-粘性”摩擦模型、庫倫模型計(jì)算各副摩擦力(矩)并等效到曲柄,多輪迭代求解曲柄的轉(zhuǎn)速波動曲線。最后,通過變換模型因數(shù)、反復(fù)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,并與實(shí)測曲線進(jìn)行對比,對“庫倫-粘性”摩擦模型的摩擦因數(shù)vf、cf和直線導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)3f進(jìn)行識別。本文對動力學(xué)調(diào)速實(shí)驗(yàn)臺數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)進(jìn)行了完善,依托該實(shí)驗(yàn)臺,建立了包含運(yùn)動副摩擦力的動力學(xué)模型,探索出一種識別摩擦因數(shù)的方法,進(jìn)一步提高了實(shí)驗(yàn)臺數(shù)值求解精度。
【關(guān)鍵詞】：連桿機(jī)構(gòu) 運(yùn)動副 摩擦力 動力學(xué)特性
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH112;TH117
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 課題的背景11-12
• 1.2 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動副摩擦的研究方法12-13
• 1.3 庫倫與粘性摩擦模型13-14
• 1.4 課題研究的目的及意義14-15
• 1.5 課題研究的主要內(nèi)容15-16
• 第2章 實(shí)驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)及動力學(xué)問題16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)參數(shù)16-17
• 2.3 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)動力學(xué)建模17-22
• 2.3.1 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析17-20
• 2.3.2 等效轉(zhuǎn)動慣量與等效力矩20-21
• 2.3.3 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的等效轉(zhuǎn)動慣量和等效力矩21-22
• 2.4 動力學(xué)方程的求解22-24
• 2.4.1 任意區(qū)間的動能定理22-23
• 2.4.2 理想狀態(tài)曲柄角速度23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 測試數(shù)據(jù)的分析與處理25-39
• 3.1 引言25
• 3.2 單向阻力的數(shù)據(jù)分析25-28
• 3.2.1 單向阻力的求解25-26
• 3.2.2 單向阻力數(shù)據(jù)分析26-28
• 3.3 曲柄角速度的數(shù)據(jù)分析28-38
• 3.3.1 曲柄角速度與單向阻力的關(guān)系29
• 3.3.2 曲柄角速度起始位置的確定29-33
• 3.3.3 曲柄角速度橫坐標(biāo)的轉(zhuǎn)化方法33-38
• 3.3.4 繪出角速度的實(shí)時(shí)曲線38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動副摩擦分析39-47
• 4.1 引言39
• 4.2 移動副摩擦力39-43
• 4.2.1 空回行程39-41
• 4.2.2 工作行程41-43
• 4.3 轉(zhuǎn)動副摩擦力43
• 4.3.1 球面滑動軸承摩擦力與摩擦力矩43
• 4.3.2 考慮運(yùn)動副摩擦的等效力矩43
• 4.4 考慮運(yùn)動副摩擦的動力學(xué)方程求解43-46
• 4.4.1 節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間增量44-45
• 4.4.2 齒輪角加速度45-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第5章 運(yùn)動副摩擦對連桿機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性的影響47-54
• 5.1 引言47
• 5.2 運(yùn)動副摩擦因數(shù)的識別47-49
• 5.2.1 球面滑動軸承47-48
• 5.2.2 直線導(dǎo)軌48-49
• 5.3 實(shí)驗(yàn)臺其他環(huán)節(jié)傳動效率的優(yōu)化49-50
• 5.4 理論和實(shí)測數(shù)據(jù)分析50-53
• 5.4.1 理論分析與實(shí)測曲線的對比50-52
• 5.4.2 誤差分析52-53
• 5.5 本章小結(jié)53-54
• 第6章 總結(jié)與展望54-56
• 6.1 總結(jié)54-55
• 6.2 展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 附錄59-64
• 致謝64-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果65-66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：252334