多对传力杆空间RCCR机构约束反力分析

发布时间：2017-03-24 07:07

  本文关键词：多对传力杆空间RCCR机构约束反力分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前在求解多对杆空间RCCR机构等过约束机构受力规律时,大多是采用柔性处理或添加变性协调方程求解,处理后的求解结果不能正常反映机构的运动规律。本课题在主要对多对均布传力杆空间RCCR机构的运动受力规律进行了理论研究。本课题利用Solid Works中的COSMOSMotion动力仿真软件,在刚体条件下对所研究的机构局部添加套管(轴衬),建立刚体+轴套力连接的三维实体模型。通过仿真实验与理论分析相结合的方法,对达朗贝尔原理中的约束反力分项处理,将机构受力分为静力部分和惯性力两部分处理,然后将两部分的结果结合在一起,求解出了在刚体条件下,忽略机构自身重力、运动中摩擦力及阻尼等影响的理想状态下,多对均布传力杆空间RCCR机构在运动中的受力规律。为了能够求解该机构在运动中的受力规律,本课题主要做了以下几个方面的研究:(1)利用Solid Works软件中COSMOSMotion动力仿真模块建立无限接近刚体条件下n对传力杆空间RCCR机构(n=3、4、5、6),并对该机构在转速极低可忽略内部惯性力的条件下做仿真实验分析,利用Matlab软件拟合分析仿真数据,归纳总结出静力部分产生约束反力的规律方程。(2)理论分析了机构动力部分引起惯性力作用产生的转动副约束反力,计算出了在动力条件下机构惯性力引起约束反力的理论表达式。建立了多对均布传力杆空间RCCR机构模型,进行模型仿真,将模型仿真数据与理论分析结果对比,验证了结果的一致性和理论分析的可行性。(3)将静力部分仿真实验归纳的约束反力结果与动力部分理论分析惯性力作用的结果相结合,求解出在刚体条件下多对均布传力杆空间RCCR机构转动副Ak受约束反力在正常运转时的普遍规律方程。并建立120°夹角六对均布传力杆空间RCCR机构模型,将仿真数据拟合分析,并与得到的普遍规律方程对比。(4)在转动副Ak受约束反力为已知条件的基础上,通过示力副法,逐个计算机构其它运动副受的约束反力,并与仿真结果对比。通过以上几点的研究,最终确立了多对均布传力杆空间RCCR机构转动副受约束反力的通用方程式,并发现该机构在传递过程中,转动副X、Y方向约束反力只与输入角速度有关,与外部添加的力矩无关,它们不传递转矩,Z方向约束反力全部传递转矩,与输入角度无关。
【关键词】：空间RCCR机构 套管 运动学仿真 拟合 达朗贝尔原理
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 符号说明11-13
• 1 绪论13-18
• 1.1 空间RCCR机构的研究现状13-15
• 1.2 空间RCCR机构课题的来源15
• 1.3 课题研究的目的和意义15
• 1.3.1 课题研究的主要目的15
• 1.3.2 课题研究的主要意义15
• 1.4 课题研究使用的主要方法15-16
• 1.5 课题研究中的主要创新点16
• 1.6 课题研究中所做的主要工作16-18
• 2 三对均布传力杆空间RCCR机构坐标系及达朗贝尔原理的应用18-24
• 2.1 三对均布传力杆空间RCCR机构的受力分析18-20
• 2.1.1 空间直角坐标系的建立及机构主要参数的设定18-19
• 2.1.2 三对均布传力杆空间RCCR机构在转动副A_1、A_2、A_3处的约束反力分析19-20
• 2.2 达朗贝尔原理及其思想在本机构中的应用20-21
• 2.3 转动副A_1、A_2、A_3处的约束反力传递力矩的分析21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 多对均布传力杆空间RCCR机构的建模及静力仿真实验分析24-41
• 3.1 三对均布传力杆空间RCCR机构的建模24-26
• 3.2 三对均布传力杆空间RCCR机构静力仿真26-32
• 3.2.1 不同夹角机构的静力仿真分析26-29
• 3.2.2 仿真数据拟合29
• 3.2.3 等效切向约束力概念的提出29-32
• 3.3 n对均布传力杆空间RCCR机构静力条件下约束反力规律方程32-40
• 3.3.1 n对均布传力杆空间RCCR机构仿真及数据处理32-37
• 3.3.2 等效切向约束力37-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 多对均布传力杆空间RCCR机构惯性力分析及仿真41-53
• 4.1 三对均布传力杆空间RCCR机构惯性力分析及仿真41-47
• 4.1.1 机构传力杆速度及加速度的运动特性。41-44
• 4.1.2 转动副A_1、A_2、A_3在X、Y方向上的受力分析44-47
• 4.2 n对均布传力杆空间RCCR机构惯性力分析47-49
• 4.3 120°夹角三对均布传力杆空间RCCR机构仿真49-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 多对均布传力杆空间RCCR机构转动副A_k约束反力的表达式及其仿真53-59
• 5.1 n对均布传力杆空间RCCR机构转动副A_k约束反力表达式53-54
• 5.2 120°夹角六对均布传力杆空间RCCR机构的仿真54-58
• 5.3 本章小结58-59
• 6 其他运动副的约束反力分析及其仿真59-69
• 6.1 运动副B_k、C_k、D、G的约束反力分析59-61
• 6.1.1 圆柱副B_k、C_k的约束反力分析59-60
• 6.1.2 转动副D、G的约束反力分析60-61
• 6.2 运动副B_k、C_k、D、G的约束反力仿真61-68
• 6.2.1 圆柱副B_k的约束反力仿真61-64
• 6.2.2 圆柱副C_k的约束反力仿真64-67
• 6.2.3 转动副D、G的约束反力仿真67-68
• 6.3 本章小结68-69
• 7 总结及展望69-71
• 7.1 总结69
• 7.2 展望69-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-74
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果74

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