平面连杆机构运动精度可靠性优化设计及评价

发布时间：2022-04-23 18:07

　　随着机械朝着高精度和高可靠性方向发展,机构运动精度可靠性作为机械可靠性的重要分支,受到人们的广泛关注并日益突出。但真实机构系统的内外部总是存在不确定性,例如杆长公差和配合间隙等导致机构运动输出精度降低和失效等特征。因此,本文旨在设计阶段考虑上述影响因素所带来的真实机构输出的不确定性,选择平面轨迹四杆机构、曲柄滑块机构和平面五杆二自由度变胞机构为代表的经典机构进行了运动精度可靠性优化设计、分析与评价。主要研究内容如下:（1）针对考虑构件杆长公差和转动副间隙的平面轨迹机构,提出一种多尺寸概率综合法,构建了机构运动误差概率分析模型,以轨迹点运动精度最大失效概率最小化为目标,将可靠性和运动无缺陷作为性能概率约束,建立了机构运动精度可靠性概率优化设计模型,并验证了模型的有效性。优化出了最优杆长及允差等设计参数。研究了不同铰点配合间隙对机构运动精度可靠度的影响程度。（2）针对曲柄滑块机构,增加考虑移动副间隙,提出了一种含混合间隙及多尺寸公差的误差分析法。针对十二种配合方案进行了全局优化设计。全面观测了滑块往、返一周的实际运动轨迹和运动误差分布状况。针对滑块往区间,定量分析了杆长尺寸公差条件下,混合... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

间隙杆模型

武汉科技大学硕士学位论文对于构件间的孔轴配合间隙，利用间隙杆替换转动副，形成八杆机构模型，必然造成模型求解繁琐，为此国内外学者进行了大量研究，提出了多种创新有效的简化方法。Selcuk Erkaya[12]等基于间隙杆模型，以机构运动误差最小化为目标，利用遗传算法编程优化，获得了最优杆长尺寸参数；薄少军等[13]分析了间隙对机构动力学特性的影响。(1) 如图 1.2 所示，Kwun Lon Ting 等[14]提出“N-杆机构旋转定理”，将转动副间隙视为虚拟杆(如图 1.2a)，可叠加于机构任一活动构件中(如图 1.2b 和 1.2c)，进而求得输出角3 的极限输出误差。图中：1 2 3 4L , L , L ,L 为四个基本构件杆长，t为间隙杆杆长。

武汉科技大学硕士学位论文根据各轨迹点处的误差值，进一步建立机构运动精度优化设计模型。2) 郭惠昕等[15,16]将处理转动副间隙的“间隙杆模型”进行改进，得到一型”，将含间隙平面四杆机构转换为含等效杆的四杆机构模型。各构见图 1.3。取CD段进行描述，用00C D代替00C D DD即用“等效杆+间隙杆”，见图 1.4。

【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑运动副间隙的机构动态特性研究[J]. 薄少军,牛胜涛.  现代电子技术. 2018(19)
[2]双肘杆压力机误差建模及公差优化分配[J]. 骞华楠,陶璟,于随然.  东华大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]一种三构态变胞机构设计与分析[J]. 王汝贵,衡东领,孙家兴,蔡敢为.  广西大学学报(自然科学版). 2018(03)
[4]考虑随机和认知混合不确定性的稳健性分析与稳健设计方法[J]. 郭惠昕,锁斌,张干清.  机械科学与技术. 2018(05)
[5]基于运动副变胞实现的变胞机构构型综合[J]. 刘江南,张文博.  华南理工大学学报(自然科学版). 2017(09)
[6]参数变化对约束变胞机构构态变换随机性的影响[J]. 李小彭,高建卓,李加胜,李树军.  中南大学学报(自然科学版). 2017(06)
[7]含运动副间隙平面轨迹机构的可靠性设计[J]. 陈放,李欣玲,佘霞,张均富.  机械科学与技术. 2017(06)
[8]平面轨迹机构时变可靠性分析的联合概率方法[J]. 陈放,李欣玲,佘霞,龙宇,张均富.  机械工程学报. 2017(15)
[9]计及尺寸公差和配合的平面连杆机构优化设计[J]. 王兴东,杨柏,孔建益,张华.  华中科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
[10]考虑维度重要性的电力系统可靠性评估拟蒙特卡洛方法[J]. 侯雨伸,王秀丽,张玥,郭静丽.  电力系统自动化. 2016(16)

博士论文
[1]基于公差约束的CAPP的关键技术研究[D]. 巢炎.浙江大学 2006

硕士论文
[1]约束变胞机构等效阻力梯度分析方法[D]. 徐亮.东北大学 2012



本文编号：3647710