平面变自由度机构结构与功能应用研究

论文摘要

作为现代机构的一种新的概念,变自由度机构是一种机构自由度大于机构的原动件数,在某种条件下,又具有确定运动规律的机构。它的提出给传统的机构学带来了生机和活力,丰富了传统机构学的概念和机构的设计方法。变自由度机构可以根据不同的需求,改变构态,适应不同的任务,完成常规机构需要很复杂的设计才能完成的功能,因而具有广阔的应用前景。本文对变自由度机构结构理论、机构动作可靠性及特征分析与设计方法等方面进行了研究。从变自由度机构的结构形式出发,对平面变自由度机构的结构理论、机构动作的可靠性、特征分析与设计方法等进行研究。根据机构误差理论,讨论了变自由度机构位置误差的计算方法及其数字特征。利用蒙特卡洛分析机构运动误差的方法,根据应力-强度干涉模型,建立了机构运动学可靠性计算的数学模型,给出了机构动作可靠度的计算公式,并从寿命角度出发给出了两端截尾正态分布的修正可靠度计算公式;通过实例研究了如何借助ADAMS软件对平面多自由度机构进行动作顺序仿真分析,为进一步利用软件进行平面变自由度机构的分析提供保证,具有一定的实际应用价值。最后分析总结了变自由度机构的特征与设计方法,以一种典型变自由度机构——曲柄杠杆剪切机进行分析,探讨变自由度机构的理论方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 变自由度机构的起源及发展历程
• 1.2 国内外变自由度机构的研究状况
• 1.3 变自由度机构的几个研究方向
• 1.3.1 变结构广义连杆机构
• 1.3.2 变胞机构的理论研究
• 1.3.3 仿生反馈控制装置
• 1.3.4 本文研究工作的背景和意义
• 1.4 本文的主要工作结构安排
• 第二章 变自由度机构的理论基础
• 2.1 机构自由度的计算
• 2.2 变自由度机构自由度的计算
• 2.3 变自由度机构自由度计算实例
• 2.3.1 平面变自由度机构的自由度计算实例
• 2.4 本章小结
• 第三章 变自由度机构动作可靠性分析
• 3.1 机构动作的可靠性
• 3.1.1 问题的提出
• 3.1.2 机构动作可靠性的指标
• 3.2 机构的运动函数
• 3.3 机构误差分析
• 3.3.1 变自由度机构单一工作阶段的广义坐标
• 3.3.2 变自由度机构从动件位置误差的一般表达式
• 3.3.3 变自由度机构运动误差的数字特征
• 3.3.4 机构运动误差的蒙特卡洛法分析
• 3.4 变自由度机构的动作可靠性分析
• 3.4.1 正态分布模型机构动作可靠度计算
• 3.4.2 截尾分布模型机构动作可靠度计算
• 3.5 本章小结
• 第四章 平面多自由度机构构件动作顺序仿真分析
• 4.1 引言
• 4.2 ADAMS 软件简介
• 4.2.1 ADAMS 软件的分析计算方法
• 4.2.2 ADAMS 软件的主要模块
• 4.2.3 ADAMS 软件仿真分析的基本步骤
• 4.3 平面多自由度机构的建模
• 4.3.1 建立模型
• 4.3.2 给构件添加约束和运动
• 4.3.3 给构件施加作用力
• 4.4 仿真分析
• 4.5 后处理
• 4.6 本章小结
• 第五章 变自由度机构的特征与设计方法
• 5.1 变自由度机构的实现型式
• 5.1.1 机构组合
• 5.1.2 加入特殊运动副
• 5.1.3 机构自身拓扑结构的变异
• 5.1.4 仿生反馈控制装置
• 5.2 变自由度机构的特征
• 5.2.1 机构组合的特征
• 5.2.2 添加特殊运动副机构的特征
• 5.2.3 机构自身拓扑结构变异的特征
• 5.2.4 仿生反馈控制装置的特征
• 5.3 变自由度机构设计方法的研究
• 5.3.1 剪切机的设计分析
• 5.3.2 变自由度机构的设计方法
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢