本文關(guān)鍵詞：曲柄群驅(qū)動機構(gòu)動力學實驗研究

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【摘要】：曲柄群驅(qū)動機構(gòu)一種實現(xiàn)多軸等速回轉(zhuǎn)的新型傳動機構(gòu),主要包括多個結(jié)構(gòu)樣式各異的曲柄構(gòu)件和連桿桁架兩部分。具有傳動鏈短、生產(chǎn)效率高、機構(gòu)緊湊及易制造等特點。但其實現(xiàn)動平衡較單個轉(zhuǎn)子或常見連桿機構(gòu)復雜,所有構(gòu)件的不平衡質(zhì)量會使機構(gòu)運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)較大的振動和噪聲,需將曲柄群機構(gòu)、電機、每根傳動軸等集成在動平衡實驗臺上,通過配重或引入彈性元件抵消機構(gòu)不平衡量降低機構(gòu)工作時傳給實驗臺的振動。目前對平行軸系或冗余傳動類系統(tǒng)動平衡理論和實驗研究的文獻并不多,主要是對單個剛性轉(zhuǎn)子或柔性轉(zhuǎn)子的動平衡分析,本文通過理論分析和實驗驗證主要做了以下三方面的研究工作。(1)深入討論了將曲柄群機構(gòu)視為一種平面連桿機構(gòu)的動力學特性,選擇線性獨立矢量法、動量矩和質(zhì)量矩相結(jié)合替代法、質(zhì)量代換法等平面連桿機構(gòu)動平衡方法對其擺動力和擺動力矩完全平衡進行分析,推導出了機構(gòu)完全平衡的條件。(2)利用動力學分析軟件對不同類型的曲柄群機構(gòu)虛擬樣機進行了動平衡條件驗證與優(yōu)劣分析,根據(jù)仿真結(jié)果選出最優(yōu)的動平衡方案,并論述了機構(gòu)中添加彈性原件對動平衡效果的影響。(3)在原有物理樣機基礎(chǔ)上,重新搭建了六曲柄群驅(qū)動機構(gòu)動平衡實驗臺,選購了一套測試系統(tǒng)并設(shè)計出相應(yīng)的實驗方案,通過測量比較機構(gòu)配重前后各曲柄固定轉(zhuǎn)動副處水平及豎直的振動加速度大小,驗證了曲柄群機構(gòu)動平衡理論,并對實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題提出了改進措施。本文根據(jù)曲柄群機構(gòu)實際的工作情況,對其動平衡條件、虛擬樣機仿真和實驗測試做了較詳盡的研究,使機構(gòu)在滿足運動學特點的基礎(chǔ)上達到較理想的動力學平衡效果,為今后同類機構(gòu)的動平衡理論創(chuàng)新和實驗方案設(shè)計積累了一些經(jīng)驗,對機構(gòu)工作性能的提高和實際應(yīng)用奠定了一定基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：曲柄群驅(qū)動機構(gòu) 二副桿樹系統(tǒng) 動平衡條件 虛擬樣機 實驗臺 連桿斷裂
【學位授予單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題的背景及研究意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外平面連桿機構(gòu)平衡的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本課題的主要工作及研究內(nèi)容13-16
• 2 曲柄群驅(qū)動機構(gòu)動平衡條件分析16-52
• 2.1 問題的提出16
• 2.2 曲柄群驅(qū)動機構(gòu)動平衡的基本條件16-17
• 2.3 基于線性獨立矢量法推導曲柄群驅(qū)動機構(gòu)擺動力的完全平衡條件17-23
• 2.3.1 雙曲柄機構(gòu)擺動力的完全平衡17-19
• 2.3.2 三曲柄機構(gòu)擺動力的完全平衡19-23
• 2.4 考慮轉(zhuǎn)動副摩擦和曲柄彈性時機構(gòu)動平衡條件分析23-33
• 2.4.1 曲柄群機構(gòu)動態(tài)靜力分析24-27
• 2.4.2 三曲柄群機構(gòu)動態(tài)靜力分析27-33
• 2.5 綜合質(zhì)量矩替代法和動量矩替代法推導動平衡條件33-44
• 2.5.1 曲柄群驅(qū)動機構(gòu)質(zhì)量矩替代法和動量矩替代法相結(jié)合進行動力平衡的基本思路33-34
• 2.5.2 連桿桁架的動量矩及其替代動量矩34-36
• 2.5.3 連桿桁架的質(zhì)量矩及其替代質(zhì)量矩分析36-38
• 2.5.4 曲柄群驅(qū)動機構(gòu)擺動力完全平衡分析38-39
• 2.5.5 曲柄群驅(qū)動機構(gòu)擺動力矩完全平衡條件39-42
• 2.5.6 應(yīng)用實例42-44
• 2.6 利用質(zhì)量代換法完全平衡曲柄群驅(qū)動機構(gòu)的擺動力44-50
• 2.6.1 質(zhì)量代換的條件45-46
• 2.6.2 將連桿桁架分解為獨立桿件的質(zhì)量代換法46-47
• 2.6.3 將連桿桁架視為整體的質(zhì)量代換法47-50
• 2.7 本章小結(jié)50-52
• 3 曲柄群機構(gòu)剛性體和剛?cè)狁詈咸摂M樣機模型的動力學分析與曲柄結(jié)構(gòu)形式的選擇52-94
• 3.1 虛擬樣機技術(shù)與MSC.ADAMS分析軟件52-53
• 3.1.1 建立機械系統(tǒng)虛擬樣機模型及仿真分析的基本過程52
• 3.1.2 虛擬樣機分析軟件MSC.ADAMS52-53
• 3.2 六曲柄群機構(gòu)剛性體虛擬樣機模型的動力學仿真分析53-59
• 3.3 曲柄群驅(qū)動機構(gòu)配重曲柄結(jié)構(gòu)樣式的選擇59-77
• 3.3.1 配重曲柄結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)劣分析59-77
• 3.4 六曲柄群驅(qū)動機構(gòu)剛-柔耦合虛擬樣機模型的動力學仿真分析77-91
• 3.5 本章小結(jié)91-94
• 4 六曲柄群驅(qū)動機構(gòu)動平衡實驗研究94-112
• 4.1 引言94
• 4.2 動平衡實驗設(shè)計94-96
• 4.3 動平衡實驗臺及軟硬件測試設(shè)備96-101
• 4.3.1 實驗臺的主體機構(gòu)96-97
• 4.3.2 實驗臺的硬件測試設(shè)備97-100
• 4.3.3 實驗臺軟件系統(tǒng)的測量設(shè)置100-101
• 4.4 實驗結(jié)果與分析101-111
• 4.5 本章小結(jié)111-112
• 5 實驗臺連桿斷裂分析及改進結(jié)構(gòu)112-128
• 5.1 有限元法與ANSYS軟件112-114
• 5.1.1 有限單元法簡介112-113
• 5.1.2 ANSYS軟件及其結(jié)構(gòu)分析113-114
• 5.2 連桿斷裂情況概述114-115
• 5.3 連桿斷口形貌分析115-116
• 5.4 連桿斷裂原因分析116-117
• 5.5 斷裂連桿線性屈曲分析—壓桿穩(wěn)定117-121
• 5.6 斷裂連桿結(jié)構(gòu)改進及線性屈曲分析121-124
• 5.7 曲柄群機構(gòu)物理樣機實驗臺其他改進措施124-126
• 5.7.1 使用關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)124-125
• 5.7.2 改變連桿和曲柄的連接方式125-126
• 5.8 本章小結(jié)126-128
• 6 全文總結(jié)和展望128-130
• 6.1 總結(jié)128-129
• 6.2 展望129-130
• 致謝130-132
• 參考文獻132-138
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文138-140

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1 吳W，

本文編號：820045