平面連桿機(jī)構(gòu)是工程實(shí)際中應(yīng)用非常廣泛的機(jī)構(gòu)類型；同時(shí)，平面連桿機(jī)構(gòu)又可視為其它基本機(jī)構(gòu)的理論結(jié)構(gòu)原形，是機(jī)構(gòu)學(xué)理論與方法的研究中最基本、最主要的研究對(duì)象。因而，平面連桿機(jī)構(gòu)始終受到學(xué)術(shù)界和工程界的高度重視。但是，平面連桿機(jī)構(gòu)中廣泛存在的過約束，造成機(jī)構(gòu)對(duì)制造、安裝誤差特別是運(yùn)動(dòng)副元素的形位誤差十分敏感；同時(shí)，由于不可避免的內(nèi)部和外部不確定因素的影響，常常會(huì)造成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的“障礙”及系統(tǒng)中某些構(gòu)件的變形和運(yùn)動(dòng)副中的附加動(dòng)載荷，引起機(jī)械的振動(dòng)、沖擊、噪聲等而導(dǎo)致機(jī)械的效率和工作性能的降低。因此，尋求新的、性能良好的、具有自調(diào)與自適應(yīng)性的新型連桿機(jī)構(gòu)，并在新的應(yīng)用中不斷完善與創(chuàng)新，使其能夠高效率、高穩(wěn)定的可靠工作并具有較低的生產(chǎn)成本，以滿足現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展和市場競爭的需要，乃是當(dāng)前所共同關(guān)注的問題。這些問題的解決有著重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。 因此，本文以平面連桿機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，以高效、高穩(wěn)定性及低成本為主要目標(biāo)，對(duì)機(jī)械中的約束與過約束、自調(diào)機(jī)理與自調(diào)結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)副誤差對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)約束不確定性的影響程度以及無過約束機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論與方法進(jìn)行了深入、系統(tǒng)的研究。論文的主要研究成果及創(chuàng)新點(diǎn)有以下幾部分： (1) 基于廣義約束的概念，從有利于設(shè)計(jì)和控制約束的原則，對(duì)機(jī)構(gòu)及機(jī)械系統(tǒng)中的常見約束進(jìn)行了分類，首次提出了“基本約束”、“靜定約束”及“超靜定約束”的概念和分類定義；并首次將虛約束、重復(fù)約束、消極約束、多余約束、過約束等概念，從本質(zhì)上統(tǒng)一起來進(jìn)行定義，將其都統(tǒng)一稱為“過約束”。明確指出：過約束是人們?yōu)闈M足除基本自由度需要以外的其它特殊功能和結(jié)構(gòu)上的需要，而人為加在機(jī)構(gòu)中的、理論上不影響機(jī)構(gòu)基本自由度的過多的約束。從而，為采取消除過約束對(duì)不同誤差敏感的措施指明了方向，更具有工程設(shè)計(jì)的實(shí)用性。 (2) 根據(jù)過約束產(chǎn)生的依據(jù)不同，將封閉運(yùn)動(dòng)鏈中過約束分為“理論平面過約束”和“空間-平面過約束”兩大類。首次提出了存在理論平面過約束的機(jī)構(gòu)的過約束分析方法，得到了這類機(jī)構(gòu)中存在的過約束的類型和數(shù)量；同時(shí)，提出其過約束消除措施和方法，得到了這類機(jī)構(gòu)的無過約束自調(diào)結(jié)構(gòu)。 (3) 詳細(xì)分析了無過約束機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)自調(diào)的機(jī)理及機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)自調(diào)的條件，首次提出了無過約束機(jī)構(gòu)自調(diào)性分析的一種精確方法，得到機(jī)構(gòu)自調(diào)時(shí)圓柱副中的自調(diào)位移規(guī)律和機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)自調(diào)的運(yùn)動(dòng)副允許誤差角以及三種常用平面四桿機(jī)構(gòu)的自調(diào)結(jié)構(gòu)的最適宜的運(yùn)動(dòng)副配置方式。本文對(duì)機(jī)構(gòu)自調(diào)特性分析的結(jié)果表明，在不同的運(yùn)動(dòng)副配置位置及運(yùn)動(dòng)副存在不同的誤差情況下，誤差對(duì)機(jī)構(gòu) 重慶大學(xué)博士學(xué)位論文 自調(diào)性能的影響程度(也即機(jī)構(gòu)對(duì)誤差的敏感度)是不同的。其中，曲柄銷軸線 的誤差對(duì)機(jī)構(gòu)自調(diào)性能影響較大。 (4)首次提出了運(yùn)動(dòng)副誤差對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)約束不確定性影響度的評(píng)判指標(biāo) 和單因素定量分析方法，得到了機(jī)構(gòu)中不同運(yùn)動(dòng)副的不同平面內(nèi)的誤差對(duì)機(jī)構(gòu)性 能的影響程度。本文的分析計(jì)算結(jié)果表明，平面連桿機(jī)構(gòu)中的非平面約束所造成 的連桿強(qiáng)制變形中既有扭轉(zhuǎn)變形又有彎曲變形。在機(jī)構(gòu)的某幾個(gè)位置上有的主要 是扭轉(zhuǎn)變形，有的主要是彎曲變形，而一般情況下是兩種變形的復(fù)合，且這種強(qiáng) 制變形是周期性的，因而必然會(huì)引起系統(tǒng)的彈性振動(dòng)及運(yùn)動(dòng)副反力的周期性變化; 同時(shí)，通過算例進(jìn)一步得出:機(jī)構(gòu)中軸和銷的軸線誤差尤其是曲柄銷(軸)軸線 的誤差對(duì)機(jī)構(gòu)性能的影響是較大的，是引起機(jī)構(gòu)及機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)、噪聲等有害影 響的主要根源。此外，從整轉(zhuǎn)副與擺轉(zhuǎn)副的誤差影響度分析結(jié)果可見，整轉(zhuǎn)副誤 差所引起的封閉障礙及變形顯然要大些。 (5)創(chuàng)造性的應(yīng)用和發(fā)展了Assur機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成原理，提出了按零過約束自 調(diào)基本組進(jìn)行無過約束機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)學(xué)原理與方法。并在總結(jié)自調(diào)機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng) 副配置方式的合理選用原則的基礎(chǔ)上，對(duì)平面11級(jí)基本桿組和部分常用的平面111 級(jí)基本桿組的零過約束自調(diào)基本組進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究，首次得到了其對(duì)應(yīng)的 零過約束自調(diào)基本組。從而，為方便、快捷地設(shè)計(jì)無過約束自調(diào)機(jī)構(gòu)提供了理論 依據(jù)。 (6)對(duì)新型脈動(dòng)無級(jí)變速器主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行過約束分析的基礎(chǔ)上，對(duì)該系統(tǒng) 進(jìn)行了消除或減小過約束及其影響的自調(diào)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。對(duì)樣機(jī)的傳動(dòng)效率及 速度波動(dòng)的測試結(jié)果表明本文的設(shè)計(jì)方法是正確的、有效的。 本文所做的工作，豐富了機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論，推進(jìn)了平面約束不確定影響的 分析及消除其不利影響的自調(diào)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)理論與方法的研究，以及自 調(diào)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的工程應(yīng)用，具有普遍的指導(dǎo)意義和重要的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2003
【中圖分類】：TH112
【部分圖文】：

某曲柄搖桿機(jī)構(gòu)不同運(yùn)動(dòng)副存在誤差時(shí)的Y}和YyFigure3.271>iegramsofyfandyyofthegivencr

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 羅金良;黃茂林;文群;賀鎮(zhèn);;高爐堵渣機(jī)的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2008年04期

2 萬朝燕;樸明偉;兆文忠;魏鴻亮;;350t鉗夾車壓柱油缸穩(wěn)定性分析[J];大連交通大學(xué)學(xué)報(bào);2008年05期

3 安培文,邵金龍,黃茂林;理論平面過約束分析及無過約束自調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年11期

4 方立霞;劉志剛;安培文;;調(diào)節(jié)閥氣缸活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自調(diào)結(jié)構(gòu)分析[J];裝備制造技術(shù);2011年04期

5 安培文;邵金龍;;具有重復(fù)結(jié)構(gòu)的平面連桿機(jī)構(gòu)的過約束分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2006年03期

6 方立霞;安培文;;調(diào)節(jié)閥氣缸活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自調(diào)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2007年06期

7 莫建清;黃茂林;;運(yùn)動(dòng)副誤差對(duì)機(jī)構(gòu)性能影響的動(dòng)態(tài)仿真[J];機(jī)械工程師;2007年12期

8 安培文,黃茂林;平面曲柄搖桿機(jī)構(gòu)自調(diào)結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2004年05期

9 王立華;安培文;;連續(xù)式軋機(jī)斷線和傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)分析[J];寧夏工程技術(shù);2008年02期

10 黃勇剛;黃茂林;杜力;冉瑞利;;平面3-■RR并聯(lián)機(jī)構(gòu)過約束分析及自調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];中國機(jī)械工程;2006年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 安培文;孫紅霞;黃茂林;;具有重復(fù)結(jié)構(gòu)的平面連桿機(jī)構(gòu)的過約束分析[A];第十四屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)暨第二屆海峽兩岸機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

2 黃茂林;安培文;秦偉;;平面閉鏈機(jī)構(gòu)約束不確定性影響及自調(diào)結(jié)構(gòu)的分析[A];第十四屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)暨第二屆海峽兩岸機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 李太福;基于平面約束不確定性的機(jī)械系統(tǒng)穩(wěn)健性設(shè)計(jì)研究[D];重慶大學(xué);2004年

2 賀鎮(zhèn);多回路及自適應(yīng)機(jī)構(gòu)自調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究與工程實(shí)踐[D];重慶大學(xué);2006年

3 杜力;可調(diào)雙輸出函數(shù)發(fā)生機(jī)構(gòu)及其自調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D];重慶大學(xué);2007年

4 黃勇剛;面向約束及其誤差的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)分析與構(gòu)型綜合[D];重慶大學(xué);2009年

5 許允斗;基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)理論大型鍛造操作機(jī)設(shè)計(jì)與分析[D];燕山大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 孫寶玉;新型裝載機(jī)工作裝置CAD系統(tǒng)開發(fā)研究[D];太原科技大學(xué);2011年

2 趙鵬云;平面連桿機(jī)構(gòu)自調(diào)結(jié)構(gòu)分析與綜合[D];重慶大學(xué);2006年

3 楊長牛;力封閉自適應(yīng)機(jī)械的設(shè)計(jì)綜合[D];重慶大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2829692