空間曲柄—外擺桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動和力學(xué)分析
本文關(guān)鍵詞:空間曲柄—外擺桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動和力學(xué)分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:空間RCRCR機(jī)構(gòu)具有構(gòu)件數(shù)目少、結(jié)構(gòu)簡單易于制造裝配、采用耐磨性好的低副聯(lián)接以及輸出運(yùn)動多樣性等特點(diǎn),其在工程中的應(yīng)用已有近百年的歷史?臻gRCRCR機(jī)構(gòu)在輸入端和輸出端的偏距相等時可以實(shí)現(xiàn)空間交錯軸等角度傳動,當(dāng)輸出端偏距大于輸入端偏距時該機(jī)構(gòu)可以將輸入軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為輸出軸的往復(fù)擺動,此時該機(jī)構(gòu)的輸出軸存在兩個擺動范圍,即(90°,270°)或者(-90°,90°),,我們規(guī)定將前者稱為空間曲柄——內(nèi)擺桿機(jī)構(gòu),將后者稱為空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)。 對于輸入輸出端偏距相等的空間RCRCR機(jī)構(gòu)已有較為系統(tǒng)的研究,本文主要對空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動和力學(xué)特性分析,其目的在于完善空間RCRCR機(jī)構(gòu)的理論研究體系,為該機(jī)構(gòu)在工程實(shí)際中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。 本文以空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)為對象,利用解析與計(jì)算機(jī)動力學(xué)仿真軟件相結(jié)合的方法,對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行了以下分析: (1)采用平面投影法分析了空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性,得到了機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件運(yùn)動特性隨時間變化規(guī)律的解析結(jié)果,并詳細(xì)分析了機(jī)構(gòu)主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)對各構(gòu)件運(yùn)動規(guī)律的影響,提出了機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)動副A的運(yùn)動軌跡為兩半徑分別為h1、h2的圓柱體的相貫線,以及在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)使60等結(jié)論。 (2)在主流三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks中建立了空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)的三維模型,并在其無縫集成的插件SolidWorks Motion中完成了該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動仿真分析,在此基礎(chǔ)上利用MATLAB軟件對解析結(jié)果和仿真結(jié)果進(jìn)行了一致性分析。 (3)在已知輸入軸上所加驅(qū)動力矩的條件下利用示力副法對空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動態(tài)靜力分析,得到了所有運(yùn)動副中的約束反力和約束反力矩的解析結(jié)果,詳細(xì)分析了主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力特性的影響,提出了可將主、從動傳力桿改為一體式結(jié)構(gòu)或采用球面副連接等結(jié)論。 (4)利用SolidWorks建立了空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)的純剛體模型,在SolidWorks Motio中完成了該機(jī)構(gòu)的動力學(xué)仿真,得到了所有運(yùn)動副中的約束反力和約束反力矩的仿真結(jié)果,在此基礎(chǔ)上利用MATLAB軟件分析了解析結(jié)果和仿真結(jié)果的一致性。
【關(guān)鍵詞】:RCRCR 不等偏距 空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu) 運(yùn)動分析 動態(tài)靜力分析
【學(xué)位授予單位】:鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TH112
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-7
- 目錄7-9
- 1 緒論9-20
- 1.1 概述9
- 1.2 空間連桿機(jī)構(gòu)的分析方法綜述9-14
- 1.2.1 空間機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析解析法綜述10-12
- 1.2.2 空間機(jī)構(gòu)力學(xué)分析解析法綜述12-13
- 1.2.3 機(jī)構(gòu)分析仿真法綜述13-14
- 1.3 空間 RCRCR 機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀14-16
- 1.4 本論文所做的工作16-17
- 1.5 課題研究的目的和意義17-20
- 1.5.1 課題研究的目的17
- 1.5.2 課題研究的意義17-20
- 2 空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性解析分析20-31
- 2.1 機(jī)構(gòu)概述20-21
- 2.2 運(yùn)動分析解析解21-25
- 2.3 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)對運(yùn)動特性的影響25-30
- 2.3.1 偏距比對輸出軸運(yùn)動特性的影響25-28
- 2.3.2 夾角ɑ對主、從動傳力桿運(yùn)動特性的影響28-30
- 2.4 本章小結(jié)30-31
- 3 空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性仿真分析31-39
- 3.1 SolidWorks Motion 概述31-32
- 3.2 用 SolidWorks 建立空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)的三維模型32-33
- 3.3 運(yùn)動仿真33-36
- 3.4 機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性解析解與仿真解的一致性分析36-38
- 3.5 本章小結(jié)38-39
- 4 空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力特性解析分析39-52
- 4.1 空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)力學(xué)特性解析分析39-47
- 4.1.1 符號說明39-40
- 4.1.2 示力副中約束反力的確定40-43
- 4.1.3 其余運(yùn)動副中約束反力的確定43-47
- 4.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對機(jī)構(gòu)力學(xué)特性的影響47-50
- 4.3 本章小結(jié)50-52
- 5 空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力特性仿真分析52-62
- 5.1 純剛體系統(tǒng)動力學(xué)仿真模型的建立52-53
- 5.2 示力副中約束反力的仿真分析53-56
- 5.3 其余運(yùn)動副中約束反力的仿真分析56-59
- 5.4 解析結(jié)果與仿真結(jié)果的一致性分析59-61
- 5.5 本章小結(jié)61-62
- 6 總結(jié)及展望62-64
- 6.1 課題總結(jié)62-63
- 6.2 研究展望63-64
- 參考文獻(xiàn)64-67
- 致謝67-68
- 個人簡歷、在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果68
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:空間曲柄—外擺桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動和力學(xué)分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:397625
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