發(fā)布時(shí)間：2020-06-08 17:32

【摘要】： 針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外教科書(shū)及工程應(yīng)用中具有急回特性的多種常用機(jī)構(gòu),普遍存在著機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)K沒(méi)有科學(xué)、合理、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇_定而只是盲目試湊選擇,導(dǎo)致了設(shè)計(jì)出的機(jī)構(gòu)不僅不能挖掘機(jī)構(gòu)的應(yīng)用效率潛力,還會(huì)使得機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能不良、運(yùn)動(dòng)不暢,甚至還可能會(huì)使機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)解,不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)要求。另外,即使是在設(shè)計(jì)中巧合試湊確定的速比系數(shù)尚可,但也會(huì)因沒(méi)有采用最優(yōu)化技術(shù)配套的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)確定的幾何尺寸仍然不能使機(jī)構(gòu)達(dá)到最佳的運(yùn)動(dòng)效果,不能獲得公認(rèn)的最優(yōu),不能發(fā)揮機(jī)構(gòu)最大的運(yùn)動(dòng)潛力。 本研究是依據(jù)工程具體的設(shè)計(jì)實(shí)際問(wèn)題,針對(duì)多種不同的具有急回特性的機(jī)構(gòu),在追求機(jī)構(gòu)最大的運(yùn)動(dòng)效率目標(biāo)時(shí),采用最優(yōu)化技術(shù),把追求機(jī)構(gòu)最大的運(yùn)動(dòng)效率設(shè)計(jì)問(wèn)題與數(shù)學(xué)規(guī)劃理論有效的結(jié)合在一起,建立了科學(xué)、合理、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖顑?yōu)化數(shù)學(xué)模型,理順了函數(shù)關(guān)系式,編制了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序軟件,利用計(jì)算機(jī)快速、精確、可靠的運(yùn)算功能,尋求設(shè)計(jì)問(wèn)題的最優(yōu)方案和最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。并且通過(guò)對(duì)各種具有急回特性的曲柄機(jī)構(gòu)在追求機(jī)構(gòu)最大的運(yùn)動(dòng)效率的最優(yōu)設(shè)計(jì)計(jì)算,將機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的優(yōu)越性得以充分的體現(xiàn)。 本文具體是以滿足機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能γmin≥[γ]條件前提下,采用最優(yōu)化技術(shù),對(duì)單向工作要求的具有急回特性的多種曲柄機(jī)構(gòu),建立機(jī)構(gòu)最大的急回速比系數(shù)與其它設(shè)計(jì)參數(shù)的對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系,描述其函數(shù)變化規(guī)律,針對(duì)具體實(shí)際問(wèn)題,計(jì)算出對(duì)應(yīng)最大的急回速比系數(shù)值,并且給出相應(yīng)的最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。 本文運(yùn)用了最優(yōu)化技術(shù)以及和微分法兩者組合的求解方法詳細(xì)推導(dǎo)出了多種不同的具有急回特性要求的機(jī)構(gòu),在追求機(jī)構(gòu)最大的運(yùn)動(dòng)效率時(shí)的幾何關(guān)系,介紹了具有急回特性要求的偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計(jì)問(wèn)題;介紹了具有急回特性要求的連桿曲線上有兩尖點(diǎn)問(wèn)題的曲柄機(jī)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計(jì)問(wèn)題;介紹了具有急回特性要求的機(jī)械刨床機(jī)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計(jì)問(wèn)題。列舉了實(shí)例,通過(guò)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和本文最優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果的對(duì)比,體現(xiàn)本研究的理論教學(xué)價(jià)值和工程應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

該設(shè)計(jì)問(wèn)題最好的設(shè)計(jì)方案是：機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角minγ = 27構(gòu)設(shè)計(jì)要求 [ ]minγ ≥ γ，可知：教材中列舉的該設(shè)計(jì)問(wèn)題是該設(shè)計(jì)問(wèn)題無(wú)解的原因，其根源是教材作者或設(shè)計(jì)者盲目比系數(shù) K=1.5，這樣會(huì)使設(shè)計(jì)者無(wú)休止的“死循環(huán)”設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)要求�？梢�(jiàn)機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù) K 的科學(xué)、合理確是多么的重要。 獲國(guó)家教委多次優(yōu)秀教材獎(jiǎng)的孫桓主編《機(jī)械原理》（1已知顎式破碎機(jī)行程比系數(shù) K = 1.2，顎板1l = 300cm，顎圖 1-2 所示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角minγ =46.79539盡管采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法得到機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角minγ = 44.64，采用最優(yōu)化技術(shù)設(shè)計(jì)得到機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角minγ = 46.79539，都能滿足機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要求 [ ]0minγ ≥ γ= 40，但是如果設(shè)計(jì)在滿足機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)要求 [ ]0minγ ≥ γ= 40前提下，這種曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù) K 會(huì)再增大，能夠超過(guò) K=1.2，，機(jī)構(gòu)的工作效率會(huì)更高。本設(shè)計(jì)沒(méi)有挖掘其應(yīng)有的潛力，達(dá)到最佳設(shè)計(jì)的效率值maxK �？梢�(jiàn)機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù) K 的科學(xué)、合理確定和采用最優(yōu)化技術(shù)設(shè)計(jì)是十分重要的。白師賢在《高等機(jī)構(gòu)學(xué)》、韓建友在《高等機(jī)構(gòu)學(xué)》針對(duì)工學(xué)碩士、博士研究生教學(xué)的教科書(shū)中，對(duì)如圖 1-3 所示具有兩尖點(diǎn)的有急回特性的機(jī)構(gòu)的曲柄機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，也沒(méi)有很好的解決如何挖潛提高機(jī)構(gòu)效率、尋求好最佳設(shè)計(jì)方案的問(wèn)題。另外同樣針對(duì)具有急回特性要求的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題還有如圖 1-4 所示機(jī)械刨床等等。
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TH112

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張宏;下插式土壤淺松機(jī)的研究與關(guān)鍵部件的有限元分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2703409