基于杆组组合的计算机辅助平面杆系机构创新设计

发布时间：2020-06-12 21:10

【摘要】：组合也是一种创新,组合创新方法是一种常用的机械系统创新设计方法。根据机构组成原理,将若干个基本杆组依次连接于原动件和机架,或者在原有机构的基础上,搭接不同级别的杆组,均可设计出新机构,可应用于机器的创新设计。计算机技术、人工智能技术及其相关技术的发展,使机构概念设计系统的计算机化成为可能,使得计算机辅助机构设计系统成为现代化机构设计的主要手段。 机构总体方案设计是机械产品设计过程中的重要阶段,在很大程度上决定着产品的市场竞争力,同时也是计算机辅助设计中的薄弱环节。针对该阶段的自动化发展需求,本课题将机构组成原理与计算机技术相结合,深入探讨了计算机辅助杆组组合机构创新设计涉及的关键问题,并以此基础研制基于杆组组合的计算机辅助平面杆系机构创新设计软件系统,实现了平面杆系机构方案设计的自动化。 本课题实现了计算机辅助杆组组合平面杆系机构创新设计,主要研究内容及创新点表现为下述几个方面: 1)基本杆组、派生杆组及组合杆组的描述 根据机构组成原理,并结合“机构组合”的概念,将机构组成的构件组,即阿苏尔杆组(Assur group),及其运动副进行抽象和概括,统一用易于计算机识别的符号描述了基本杆组、派生杆组及组合杆组,为实现计算机辅助平面杆系机构创新设计奠定了基础。其简图均以图形文件格式保存,这样为构建三维机构实体模型及机构动态仿真也奠定了良好基础。 2)杆组组合相容性判别 通过对杆组结构的分析,杆组组合通过构件和运动副或运动副间的连接实现。在满足杆组组合前后自由度不变的前提下,从杆组的组成元素(构件和运动副)的类型及性质出发,分析杆组组合相容与否的规律,实现杆组的自动化组合。 3)组合杆组形成机构所需原动件数及其与机架连接点数目的确定 原动件和机架是组成机构必不可少的两类部件,它们的类型选择决定于设计需求,而组合杆组与它们连接点数的选择和确定则决定了机构是否具有运动确定性。本文将原动件和机架进行了分类,并研究了组合杆组组成机构所需原动件数及其与机架连接点数目的确定。 本课题实现了基于杆组组合的计算机辅助平面杆系机构创新设计,解决了机构组成中的杆组拆分及自动绘制机构运动简图的问题,方便了机构运动学及动力学的分析与综合,不仅能让设计者清晰地看到机构运动链中连杆和运动副之间的相互关系,从而提高整个设计效率,而且对设计过程计算机化和自动化也是很有意义的。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH112

【参考文献】

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本文编号：2710117