平面机构运动链拓扑结构分析与简图绘制研究

发布时间：2021-07-25 21:17

　　平面连杆机构广泛应用于轻工、纺织、冶金、汽车以及航空航天等各种机械行业中。对平面连杆机构的合理设计与使用,离不开机构结构理论的研究。机构结构理论的研究主要涉及组成原理、结构分析与综合以及机构分类等问题,是机构分析、设计以及创新的基础。而机构结构简图绘制是机构设计与创新过程中需要首先解决却一直没有有效解决的难题。本文以平面机构为对象,基于图论对机构拓扑特性、结构分析以及结构简图绘制等方面问题进行了较深入的研究。本文主要完成了如下工作：从图论的基本概念出发,分析典型机构的平面运动链简图表示方法,研究了平面运动链简图与邻接矩阵转换关系,在探讨了机构特征谱分析过程的基础上,研究并重构了邻接矩阵,使之适合于计算机的辅助分析,为软件的开发提供问题域的描述。采用面向对象的方法,构建了描述平面运动链结构简图的对象模型,研究并实现了平面运动链简图到邻接矩阵的转换,同时基于深度优先算法,研究了从机构深度优先生成树获得机构基本回路的方法,为机构拓扑结构分析的计算机自动实现奠定了基础。以Delphi为开发工具,在进行功能分析、总体架构设计以及界面设计等基础上,开发了机构的运动链结构简图绘制以及拓扑结构分析的原... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

杆单铰运动链

湘潭大学工程硕士论文第2章机构拓扑结构的图论描述图2一18杆单铰运动链2)含复铰运动链简图单铰运动链简图的建立非常简单方便，但是直接用于表示含复铰的运动链，无法区分单铰和复铰，可用双色运动链简图来表示复铰运动链的拓扑结构，即用空心点(用“O”)表示单铰，用双圈空心点(用“。”)表示复铰，当构件和构件通过运动副连接时，用相应类型的点把两个构件连接起来，便得到含复铰平面运动链的双色简图。含复铰的8杆1自由度平面运动链如图2一2所示。图2一28杆复铰运动链的结构简图2.2.2含齿轮(凸轮)连杆机构的运动链简图表示含齿轮(凸轮)的连杆机构是以空间或者平面连杆机构为基本运动链，加入数个含啮合齿轮(凸轮)(高副)，构成包括低、高副等运动副的复杂机构。可采用三色简图来表示其拓扑关系。用实心点(用“.”)表示齿轮(凸轮)高副

含复铰和高副的运动链图2一3含齿轮连杆机构的运动链简图2.3机构拓扑结构的数学描述虽然采用运动简图表示运动链的结构比较简便和直观，但是还不是数学描述，缺乏数学运算关系，计算机无法进行自动处理。图论引入到机构学中，用于表示运动链的拓扑结构。拓扑结构可以用各种矩阵表示。如邻接矩阵、关联矩阵等。2.3.1拓扑图的邻接矩阵邻接矩阵 [39](adjacencymatrix)是表示拓扑图各顶点之间是否存在邻接关系的矩阵。一个拓扑图G(V，均的邻接矩阵包含了拓扑图顶点之间的邻接关系，通过对矩阵分析可以得到的顶点数、边数，其特点如下:(l)邻接矩阵为实对称矩阵，其中对角线的元素全为。，非零元素可灵活表示具体意义。(2)邻接矩阵的行或列的非零元素数目对应构件的运动副数目，即为该行或列对应顶点的度，。(3)若某行或列只有一个非零元素，则该行或列对应悬挂构件。(4)两行(且对应两列)的置换相当于顶点的重新编号。因此，应注意行与列必须以同样顺序排列。(5)如果从拓扑图的顶点v‘出发，经过k条边到达顶点竹

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3302794