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平面连杆机构的过约束及自调结构的分析与设计研究

平面连杆机构是工程实际中应用非常广泛的机构类型;同时,平面连杆机构又可视为其它基本机构的理论结构原形,是机构学理论与方法的研究中最基本、最主要的研究对象。因而,平面连杆机构始终受到学术界和工程界的高度重视。但是,平面连杆机构中广泛存在的过约束,造成机构对制造、安装误差特别是运动副元素的形位误差十分敏感;同时,由于不可避免的内部和外部不确定因素的影响,常常会造成机构运动的“障碍”及系统中某些构件的变形和运动副中的附加动载荷,引起机械的振动、冲击、噪声等而导致机械的效率和工作性能的降低。因此,寻求新的、性能良好的、具有自调与自适应性的新型连杆机构,并在新的应用中不断完善与创新,使其能够高效率、高稳定的可靠工作并具有较低的生产成本,以满足现代科学技术发展和市场竞争的需要,乃是当前所共同关注的问题。这些问题的解决有着重要的理论意义和工程应用价值。因此,本文以平面连杆机构为研究对象,以高效、高稳定性及低成本为主要目标,对机械中的约束与过约  (本文共152页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

多回路及自适应机构自调结构设计的研究与工程实践

平面闭链机构是现代机械产品中应用最为广泛的基本结构形,该机构是以“平面约束结构”为基础来保证其能够实现平面运动,这种人为的强制平面约束,使平面机械系统成为超静定的过约束结构。实际上,由于机械的工作受到各种因素(尤其是形位误差)的影响,造成了对平面约束的干扰,使其具有不确定性,因而导致理论上不影响机械顺畅运动的过约束形成障碍,并对机械的工作性能造成一系列有害影响。寻求新的、性能良好的、具有自调与自适应性的新型连杆机构,并在新的应用中不断完善与创新,使其能够高效率、高稳定地可靠工作并具有较低的生产成本,以满足现代科学技术发展和市场竞争的需要,乃是当前机构学所共同关注的问题。这些问题的解决有着重要的理论意义和工程应用价值。本文以工程实际中广泛使用的平面六杆机构为研究对象,以高效、高可靠性、高稳定性及低成本为主要目标,对多回路机构中的平面约束不确定性的传递与影响度,自调机理与自调结构的合理配置;机械的自适应性机理与实现原则,自适应机构中...  (本文共202页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

平面连杆机构自调结构分析与综合

机电产品的设计都是为了满足某种特定的功能要求,而这些功能要求往往是通过机构的动作来实现的。在众多的机构中,连杆机构是机构与机器理论中的最重要的基本机构之一,同时也可视为其他基本机构理论结构原形,所以在机构学理论与方法的研究过程中,通常首先以连杆机构作为研究对象。平面连杆机构一般均是应用V级低副连接形成具有封闭回路的结构,因而其约束也最具强制性。其约束结构的超静定性以及对制造、安装和环境等误差与变化的敏感,在平面闭链机构中都具有典型的意义。本论文在前人研究的基础上,利用新的数学方法和先进的数值仿真技术,对过约束机构及自调结构的分析与设计进行更深入、系统的研究、验证和工程应用实践。本文利用空间角度转换理论确定了机构形位误差对机构产生的影响程度,即影响度,并对其进行量化。分析方法相对于前人的方法来讲更加直观,简洁明了,避免了大量的矩阵运算,本文中的数学方法计算出的角度误差的表达方式更加简化,减少了由于运算带来的计算过程中误差的累计。并...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

《机械设计与研究》2006年03期
机械设计与研究

具有重复结构的平面连杆机构的过约束分析

平面连杆机构中,由于过约束的广泛存在导致了机构对误差的敏感,并造成对机械工作性能的一系列有害影响。要消除或减少机构中的过约束及其有害影响,首先需正确地确定机构中存在的过约束,包括其数量和类型。对于一般的平面连杆机构的过约束分析,已有不少文献进行了研究,提出了多种机构过约束的分析方法,得到了一般平面连杆机构中存在的过约束数量和类型[1~6]。但是,对具有重复结构的、机构结构参数存在某些特殊几何条件要求的平面连杆机构(如平行四边形机构、椭圆仪机构等)的过约束的分析计算与设计方法以及对其过约束存在的必然性及其对机构工作品质的影响等的研究还甚少,因而造成其无过约束自调结构设计的经验性和盲目性。为此,本文以平行四边形机构为例,对该类机构的过约束的分析计算进行了深入的分析研究,得到其存在的过约束数量和类型,从而为消除其过约束的措施的采取指明了方向。为方便起见,首先需给出空间平面过约束和理论平面过约束的定义。1空间平面过约束和理论平面过约束的...  (本文共3页) 阅读全文>>

《重庆大学学报(自然科学版)》2004年11期
重庆大学学报(自然科学版)

理论平面过约束分析及无过约束自调结构设计

对于一般的平面连杆机构的过约束分析,已有不少文献对其进行了研究,提出了多种机构过约束的分析方法,得到了一般平面连杆机构中存在的过约束数量和类型[1~6]。但是,对具有重复结构的、机构结构参数存在某些特殊几何条件要求的平面连杆机构(如平行四边形机构、椭圆仪机构等)的过约束的分析计算与设计方法以及对其过约束存在的必然性及其对机构工作品质的影响等的研究还甚少,因而造成其无过约束自调结构设计的经验性和盲目性。为此,作者以平行四边形为例,对该类机构的过约束的分析计算进行了分析研究,得到其存在的过约束数量和类型,从而为消除其过约束的措施的采用指明了方向,进而提出该类机构的无过约束自调结构的的设计方法。为方便起见,首先给出空间平面过约束和理论平面过约束的定义。1 空间平面过约束和理论平面过约束的定义1)空间平面过约束。在如图1所示的平面四杆机构中,若ABCD4个转动副中的所有运动副元素的轴线都相互平行,并都垂直于运动平面,则称之为理想平面机构...  (本文共3页) 阅读全文>>

《宁夏工程技术》2002年02期
宁夏工程技术

平面机构中的过约束

在机构及机械系统中,通过可动联接对构件加上了各种约束,其中有些约束可能与其他的约束对系统产生的制约相重复,这样的约束称之为过约束.因此,过约束不能减小构件之间的自由度,因为这种作用已由另外的约束完成了.由此可见,取消过约束不会影响机构运动的确定性,但过约束增加了机构静力学的不确定性,使机构成为超静定的结构,因而加大了机构的受力分析的难度.有不少文献称过约束为重复约束、消极约束、虚约束或多余约束.本文称为过约束是因为考虑到,在机构及机械系统中,由于构件的可变形性和制造、安装误差的影响,往往使过约束的作用并不消极;此外,在某些机构中过约束的作用也不是多余的. 平面机构以平面约束结构为基础,以保证其实现平面运动.这种人为的强制平面约束,使平面机构成为超静定的过约束结构.根据广义约束的观点,由于机械的工作受到各种内部和外部约束(包括几何约束、运动约束、动力约束、工作环境及条件的约束)的综合作用,实际上要保证这些约束精确的平面性是不可能的...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国机械工程》2002年15期
中国机械工程

制造误差对过约束机构性能影响的研究

平面闭链机构是机械产品中应用最广泛的基本结构形式 ,这类机构以平面约束结构为基础 ,以保证其实现平面运动。这种人为的强制平面约束使平面闭链机械系统成为超静定的过约束结构 ,并造成机械系统工作性能对误差的敏感。由于机械系统的工作受到各种约束 (包括几何约束、运动约束、动力约束、工作环境及条件的约束 )的综合作用 ,实际上要保证这些约束精确的平面性是不可能的。制造误差 (特别是运动副元素及轴线的形位误差 )、安装误差、构件动力学参数 (质量分布、惯性力等 )的非平面性、构件的变形、外部环境 (如温度、重力场等 )及工作条件的变化等 ,都会造成对平面约束的干扰 [1~ 4 ]。我们曾研制过一台脉动式机械无级变速器 ,其主传动机构为三相并列的平面连杆机构。在试验中发现 ,机械效率没有达到预期数值范围 ,尤其严重的是当输入转速达到1 0 0 0 r/min时 ,振动噪声十分严重。经分析 ,机构存在的过约束是影响其效率和运转平稳性的主要原因...  (本文共6页) 阅读全文>>