計及柔性構(gòu)件的平面間隙四桿機構(gòu)動力學分析與實驗研究

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1、分類號學號２０１５０３７０３００４學校代碼１０４８８密級碩士學位論文計及柔性構(gòu)件的平面間隙四桿機構(gòu)動力學分析與實驗研究學位申請人：學科專業(yè)：機械工程指導教師：王興東答辯日期：２０１８年５月２０日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringDynamicsAnalysisandExperimentalResearchonPlanarFour-barMechanismwi

2、thClearanceandFlexibleLinkMasterCandidate：ChenBoMajor：MechanicalEngineeringSupervisor：Prof.WangXingdongWuhanUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430081,P.R.ChinaMay20,2018摘要運動副間隙及構(gòu)件柔性是機構(gòu)在工程應用中不可回避的問題。機構(gòu)由不同構(gòu)件組成，運動副間隙過大會降低系統(tǒng)的運動精度，增加磨損；間隙過小會導致配合緊密，增加運動阻力。雖然構(gòu)件的剛性和柔性是相對的，

3、生產(chǎn)實踐中，過度提高構(gòu)件剛性將增加構(gòu)件自重和機構(gòu)的驅(qū)動功率，過度提高構(gòu)件柔性，增大構(gòu)件產(chǎn)生運動偏差和機構(gòu)運行不確定性。本文以四連桿和曲柄滑塊兩種典型的平面四桿機構(gòu)為例，利用無質(zhì)量桿方法等效間隙，建立間隙四桿機構(gòu)的矢量模型；利用離散化方法處理柔性連桿，建立計及柔性連桿的間隙平面四桿機構(gòu)動力學模型，表征了運動副間隙及構(gòu)件柔性對兩種典型的平面四桿機構(gòu)動力學的影響?；诶碚撃Ｐ?，提出了研究旋轉(zhuǎn)副、移動副與柔性連桿耦合作用的思想，開發(fā)了一種間隙式組合型平面四桿機構(gòu)實驗裝置。分別測量兩種典型平面四桿機構(gòu)各自的連桿、搖桿和滑塊加速度，分析不同類型、不同鉸

4、點位置的間隙對剛?cè)釞C構(gòu)的動力學特性影響。建立了仿真模型，利用實驗研究驗證仿真模型的正確性，進一步指導理論仿真研究。本文研究了間隙移動副和旋轉(zhuǎn)副，兩類運動副、三個不同間隙值對剛?cè)釞C構(gòu)的碰撞行為、穩(wěn)定性和精度等動力學特性的影響，為滿足不同設(shè)計目標，提出了不同鉸點的間隙與柔性構(gòu)件的組合方案，為下一步進行合理的間隙組合與連桿輕量化優(yōu)化提供研究基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：平面間隙四桿機構(gòu)；動力學分析與仿真；旋轉(zhuǎn)副間隙；移動副間隙；柔性構(gòu)件；實驗研究IAbstractThepairclearanceandflexibilityoflinkareunavoidable

5、problemsintheapplicationofthemechanism.Themechanismiscomposedofdifferentlinks.Excessivepairclearancewillreducethemovementaccuracyandincreaseswearofthesystem.Itwillleadtotightfitandincreaseresistancetomovementifclearanceistoosmall.Therigidityandflexibilityoflinksarerelative

6、.Inproductionpractice,excessivelyimprovetherigidityoflinkwillincreasetheweightoflinkanddrivingpowerofmechanism.Excessivelyimprovetheflexibilityoflinkwillincreasedeviationoflinkanduncertaintyforoperationofthemechanism.Thedissertationtooktwotypicalfour-barmechanismsasexample

7、s,namelythefour-barandcrank-slidermechanism.Themasslessrodmethodwasusedtoequivalentclearancetoestablishvectormodelofthefour-barmechanismwithclearance.Theconnectingrodtransformedflexiblelinkusedtodiscretizationmethod.Therewasdynamicmodeloftheplanarfour-barmechanismwithclear

8、anceandflexibleconnectingrodtobeestablished.Theinfluencesofthejointsclearancesandlinkflex