本文關(guān)鍵詞：球面機(jī)構(gòu)概率設(shè)計方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著球面機(jī)構(gòu)在工程實(shí)際中的應(yīng)用越來越廣泛,對提高其運(yùn)動精度和性能的研究也備受關(guān)注。但是由于不確定性因素(尺寸公差、運(yùn)動副間隙、鉸鏈磨損等)在機(jī)構(gòu)中普遍存在,使得球面機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動性能與預(yù)期運(yùn)動性能存在一定的偏差,進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)構(gòu)運(yùn)動精度降低、運(yùn)動性能不穩(wěn)定及運(yùn)動可靠性降低等一系列負(fù)面現(xiàn)象。為了研究不確定性因素對球面機(jī)構(gòu)的影響,本文以概率設(shè)計方法為主對球面機(jī)構(gòu)在考慮尺寸公差隨機(jī)性影響下開展可靠性分析與綜合方面的論述,主要研究工作如下:1、在球面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)及運(yùn)動性能分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合機(jī)構(gòu)連桿尺寸公差隨機(jī)性和結(jié)構(gòu)誤差的影響,建立球面連桿機(jī)構(gòu)輸出運(yùn)動誤差模型,并結(jié)合數(shù)值算例分析。分析結(jié)果表明機(jī)構(gòu)連桿尺寸公差隨機(jī)性對機(jī)構(gòu)運(yùn)動精度存在較大影響。2、利用概率統(tǒng)計理論分析連桿尺寸公差隨機(jī)性對球面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動可靠性和可靠性靈敏度的影響。運(yùn)用一次二階矩法和泊松近似方程推導(dǎo)出機(jī)構(gòu)點(diǎn)可靠性和區(qū)間可靠性分析的數(shù)學(xué)模型,同時通過與蒙特卡洛模擬結(jié)果進(jìn)行分析比較。結(jié)果表明點(diǎn)可靠性分析方法表征的是在某些特定點(diǎn)的概率,而區(qū)間可靠性是表征在整個時間區(qū)間內(nèi)的概率,兩者相比而言區(qū)間可靠性要小于點(diǎn)可靠性,因此其更能準(zhǔn)確的描述機(jī)構(gòu)可靠性的變化過程。3、針對不確定性的影響,對球面連桿機(jī)構(gòu)開展考慮連桿尺寸公差隨機(jī)性情況下的概率設(shè)計,建立球面連桿機(jī)構(gòu)確定性優(yōu)化設(shè)計、點(diǎn)可靠性優(yōu)化設(shè)計和穩(wěn)健性設(shè)計三種設(shè)計模型并通過數(shù)值算例對涉及的設(shè)計模型進(jìn)行分析比較。結(jié)果顯示穩(wěn)健性設(shè)計方法與可靠性設(shè)計和確定性設(shè)計相比在提高機(jī)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量方面更具優(yōu)越性。4、針對制造誤差的影響,對球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)開展輸出姿態(tài)誤差分析。首先對球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)、速度雅克比矩陣展開分析并建立機(jī)構(gòu)姿態(tài)誤差解析模型,然后利用MATLAB對機(jī)構(gòu)誤差基于正態(tài)分布進(jìn)行模擬仿真分析,得到機(jī)構(gòu)輸出姿態(tài)誤差曲線及其統(tǒng)計分布規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：球面機(jī)構(gòu) 尺寸公差 運(yùn)動精度 可靠性綜合
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 球面機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 串聯(lián)機(jī)構(gòu)10-11
• 1.2.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)11-12
• 1.3 機(jī)構(gòu)可靠性相關(guān)研究12-13
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容13-14
• 2 球面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析14-27
• 2.1 球面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)模型14-18
• 2.1.1 機(jī)構(gòu)自由度分析14
• 2.1.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動條件分析14-16
• 2.1.3 機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置分析16-17
• 2.1.4 機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析17-18
• 2.2 球面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動誤差分析18-21
• 2.2.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動誤差模型分析19-20
• 2.2.2 球面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動誤差模型20-21
• 2.3 算例分析21-27
• 2.3.1 運(yùn)動學(xué)算例21-25
• 2.3.2 誤差分析算例25-27
• 3 球面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動可靠性分析27-38
• 3.1 機(jī)構(gòu)點(diǎn)可靠性27-28
• 3.2 機(jī)構(gòu)點(diǎn)可靠性靈敏度分析28-29
• 3.2.1 概述28
• 3.2.2 機(jī)構(gòu)點(diǎn)可靠性靈敏度分析模型28-29
• 3.3 機(jī)構(gòu)區(qū)間可靠性29-31
• 3.3.1 區(qū)間可靠性模型29
• 3.3.2 首次穿越法模型29-30
• 3.3.3 聯(lián)合極值法模型30-31
• 3.4 算例分析31-37
• 3.4.1 點(diǎn)可靠性分析31
• 3.4.2 可靠性靈敏度分析31-35
• 3.4.3 區(qū)間可靠性分析35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 4 球面連桿機(jī)構(gòu)可靠性綜合38-47
• 4.1 概述38-39
• 4.2 球面四桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計39-41
• 4.2.1 設(shè)計變量39
• 4.2.2 目標(biāo)函數(shù)39
• 4.2.3 約束條件39-40
• 4.2.4 優(yōu)化模型40-41
• 4.3 球面四桿機(jī)構(gòu)穩(wěn)健性設(shè)計41-42
• 4.4 算例分析42-47
• 4.4.1 可靠性設(shè)計算例42-44
• 4.4.2 穩(wěn)健性設(shè)計算例44-47
• 5 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動誤差分析47-62
• 5.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析47-52
• 5.1.1 3-DOF球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)概述47-49
• 5.1.2 位姿變換49
• 5.1.3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)逆解49-50
• 5.1.4 機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)正解50-51
• 5.1.5 機(jī)構(gòu)運(yùn)動雅克比矩陣51
• 5.1.6 算例分析51-52
• 5.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動誤差分析52-54
• 5.3 機(jī)構(gòu)誤差概率模型54-57
• 5.4 算例分析57-61
• 5.4.1 最壞情況分析57-59
• 5.4.2 概率分析59-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-64
• 總結(jié)62-63
• 不足與展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果65-66
• 致謝66-67

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6 陳寧新;張啟先;;球面機(jī)構(gòu)震動力完全平衡[J];機(jī)械設(shè)計;1983年02期

7 歐陽富,張士成,劉彥華,孫東民;關(guān)于重新建立平面、球面機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)自由度計算新公式的研究[J];機(jī)械工程學(xué)報;2002年11期

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10 李永泉;張立杰;郭志民;郭菲;;基于D-H矩陣的球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)誤差建模及靈敏度分析[J];中國機(jī)械工程;2012年12期

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本文編號：287365