本文關(guān)鍵詞：考慮間隙與構(gòu)件柔性耦合的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析

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【摘要】：實(shí)際機(jī)構(gòu)中總存在運(yùn)動(dòng)副間隙和構(gòu)件彈性變形,間隙的存在使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生碰撞,引起劇烈振動(dòng);柔性構(gòu)件產(chǎn)生彈性變形導(dǎo)致機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)誤差增加,精度下降;另外,間隙與柔性產(chǎn)生耦合作用嚴(yán)重影響機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能,既破壞機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性,又降低機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度與可靠性,并加劇運(yùn)動(dòng)副間隙的磨損。因此,針對(duì)間隙與柔性耦合現(xiàn)象,本文對(duì)含鉸間間隙與柔性耦合的機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性及運(yùn)動(dòng)精度可靠性進(jìn)行系統(tǒng)研究,為進(jìn)一步分析鉸間間隙磨損、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性分析與綜合提供理論基礎(chǔ)。本文首先考慮機(jī)構(gòu)鉸間間隙,建立鉸間間隙矢量模型及數(shù)學(xué)模型,分析并推導(dǎo)鉸間間隙法向碰撞力與切向摩擦力數(shù)學(xué)模型�；诙嗳狍w系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基本理論,將法向碰撞力與切向摩擦力引入柔性機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程中,建立考慮間隙與柔性耦合的機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型,并根據(jù)耦合動(dòng)力學(xué)模型利用Monte Carlo法對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性進(jìn)行分析。為后續(xù)章節(jié)研究考慮間隙與柔性耦合的機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性與運(yùn)動(dòng)精度可靠性奠定基礎(chǔ)。根據(jù)鉸間間隙法向碰撞力和切向摩擦力模型,以含間隙平面曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,應(yīng)用多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS建立虛擬樣機(jī)模型,分析不同鉸間間隙尺寸、間隙個(gè)數(shù)及曲柄轉(zhuǎn)速三種工況對(duì)含間隙機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性與運(yùn)動(dòng)精度的影響。在此基礎(chǔ)上,提出了含間隙機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性無量綱均方根誤差影響指標(biāo)定量分析方法,對(duì)其進(jìn)行定量分析。然后以柔性曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,建立機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型,應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS建立柔性連桿的有限元分析模型,對(duì)柔性連桿進(jìn)行模態(tài)分析,得到振型固有頻率及相應(yīng)振型。繼而研究了曲柄轉(zhuǎn)速與彈性模量對(duì)柔性連桿彈性變形影響,并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析,研究影響柔性機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性和運(yùn)動(dòng)精度可靠性的因素。最后以考慮間隙與柔性耦合的機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,搭建曲柄滑塊機(jī)構(gòu)試驗(yàn)平臺(tái),同時(shí)考慮鉸間間隙與柔性連桿的彈性變形對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性仿真與試驗(yàn)分析,得到機(jī)構(gòu)輸出位移、速度和加速度動(dòng)態(tài)特性曲線,并對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行定量分析與運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析,通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)對(duì)比分析驗(yàn)證了考慮間隙與柔性耦合機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型及可靠性分析模型的有效性及正確性。
【關(guān)鍵詞】：鉸間間隙 柔性機(jī)構(gòu) 耦合動(dòng)力學(xué) 動(dòng)態(tài)特性 運(yùn)動(dòng)精度與可靠性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題研究背景和意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.3.1 柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.2 含間隙機(jī)構(gòu)理論研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 第2章 間隙與柔性耦合機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與可靠性模型17-27
• 2.1 運(yùn)動(dòng)副間隙接觸碰撞力模型17-22
• 2.1.1 間隙矢量模型17-18
• 2.1.2 間隙數(shù)學(xué)模型18-19
• 2.1.3 碰撞力模型分析19-22
• 2.2 考慮間隙與柔性耦合機(jī)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型22-23
• 2.3 機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)可靠性分析模型23-26
• 2.3.1 含間隙與柔性耦合機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析23-25
• 2.3.2 基于Monte Carlo方法的可靠性分析25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 考慮運(yùn)動(dòng)副間隙的機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)精度分析27-44
• 3.1 含間隙機(jī)構(gòu)幾何參數(shù)和質(zhì)量特性參數(shù)27-28
• 3.2 考慮間隙尺寸對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性與精度影響研究28-33
• 3.2.1 間隙尺寸對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性影響分析29-32
• 3.2.2 間隙尺寸對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)精度影響分析32-33
• 3.3 考慮多間隙對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性與精度影響研究33-37
• 3.3.1 多間隙對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性影響分析33-35
• 3.3.2 多間隙對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)精度影響分析35-37
• 3.4 考慮曲柄轉(zhuǎn)速對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性影響研究37-39
• 3.5 含間隙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析39-42
• 3.5.1 含間隙機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性定量分析39-41
• 3.5.2 含間隙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-44
• 第4章 考慮連桿柔性的機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)精度研究44-56
• 4.1 柔性機(jī)構(gòu)相關(guān)模型建立44-48
• 4.1.1 柔性機(jī)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型44-46
• 4.1.2 柔性連桿有限元模型46-48
• 4.2 柔性機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性研究48-52
• 4.2.1 曲柄轉(zhuǎn)速對(duì)柔性連桿彈性變形影響研究48-49
• 4.2.2 彈性模量對(duì)柔性連桿彈性變形影響研究49-50
• 4.2.3 考慮連桿柔性的機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性研究50-52
• 4.3 柔性機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)精度分析52-54
• 4.3.1 考慮連桿柔性的機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)精度研究52-53
• 4.3.2 定量分析結(jié)果53-54
• 4.4 考慮連桿柔性的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 間隙與柔性耦合的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析56-68
• 5.1 試驗(yàn)系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)56-60
• 5.1.1 試驗(yàn)系統(tǒng)可行性分析56-57
• 5.1.2 試驗(yàn)臺(tái)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)57
• 5.1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)57-59
• 5.1.4 機(jī)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)實(shí)物裝配圖59-60
• 5.2 考慮間隙與柔性耦合的機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)與仿真分析60-65
• 5.2.1 間隙尺寸對(duì)間隙與柔性耦合機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性影響試驗(yàn)研究60-63
• 5.2.2 曲柄轉(zhuǎn)速對(duì)間隙與柔性耦合機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性影響試驗(yàn)研究63-65
• 5.3 考慮間隙與柔性耦合的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性試驗(yàn)研究65-67
• 5.3.1 考慮間隙與柔性耦合機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性定量分析65-66
• 5.3.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性試驗(yàn)研究66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 致謝75

，

本文編號(hào)：659803