曲柄群驱动机构的机构学研究及动态仿真

发布时间：2017-10-09 19:37

  本文关键词：曲柄群驱动机构的机构学研究及动态仿真

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【摘要】：论文基于国内外关于曲柄机构的现有研究成果，对曲柄群驱动机构的机构学理论进行了探索和研究，提出了曲柄群驱动机构的定义及其工作原理的科学规范的描述，通过对比分析等方法阐述了曲柄群驱动机构的性质及特点，总结了该机构的设计理论与方法。 通过数学方法证明了曲柄群驱动机构在构型上的可行性；通过机构中桁架结构的离散化和采取措施合理控制运动副间隙以使冗余的曲柄成为机构的虚约束，进而计算出机构的自由度，从而破解了曲柄群驱动机构的超静定问题，同时结合对该机构中曲柄群的存在条件的研究充分论证了曲柄群驱动机构在运动上的可行性，并根据机构的设计和组合方法从不同角度分析了曲柄群驱动机构的构型。 介绍了拓扑理论在机构学的应用以及机构的拓扑图方法和相关理论，，并通过与机构的拓扑结构相对应的几种拓扑矩阵表示了曲柄群驱动机构的拓扑学特性，通过总结归纳法得出了在曲柄群驱动机构的运动链中其连杆数与连接数之间的数学关系，完成了对曲柄群驱动机构的拓扑结构的描述和分析。 采用结构单元分析法和解析法中的复数矢量法和矩阵法对曲柄群驱动机构的运动学特征进行了深入研究，通过软件描绘了该机构位移的运动线图并分析了它运动的特点，运用MATLAB以一个实例的计算对曲柄群驱动机构的运动学特性进行了验算，运用SOLIDWORKS完成了曲柄群驱动机构中零部件的三维实体造型与虚拟装配；最后，对整个研究工作进行了总结，提出了下一步研究的问题和方向。 本文的创新点在于：(1)论证了曲柄群驱动机构的可行性，总结了它的相关理论；(2)对曲柄群驱动机构的拓扑结构作了初步研究和探索；(3)采用多种方法分析了曲柄群驱动机构的运动特性。本文对于曲柄群驱动机构的探索工作为该机构的深入研究奠定了一定的理论基础。
【关键词】：机构学 曲柄群 平行双曲柄机构 拓扑理论 运动学分析 动态仿真
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题来源10
• 1.2 课题背景及意义10-11
• 1.3 国内外相关问题研究现状11-13
• 1.4 课题研究内容13-14
• 1.4.1 课题任务及技术方案13-14
• 1.4.2 课题难点及解决方案14
• 1.5 本章小结14-16
• 2 曲柄群驱动机构的机构学分析16-32
• 2.1 曲柄群驱动机构构型的可行性论证16-17
• 2.2 曲柄群驱动机构运动的可行性分析17-23
• 2.2.1 曲柄群驱动机构的超静定问题18-21
• 2.2.2 曲柄群驱动机构的虚约束问题21-22
• 2.2.3 曲柄群驱动机构的间隙问题简述22-23
• 2.2.4 曲柄群驱动机构中曲柄群的存在条件23
• 2.3 曲柄群驱动机构的构型分析23-26
• 2.4 曲柄群驱动机构的基本理论26-27
• 2.5 曲柄群驱动机构的基本特性27-30
• 2.5.1 曲柄群驱动机构的属性及其优点27-28
• 2.5.2 曲柄群驱动机构结构单元的特点28-30
• 2.6 曲柄群驱动机构的设计方法归纳30-31
• 2.7 本章小结31-32
• 3 曲柄群驱动机构的拓扑结构研究32-46
• 3.1 拓扑理论在机构学的应用32-33
• 3.2 机构的拓扑图方法概述33-36
• 3.3 曲柄群驱动机构的拓扑图描述36-45
• 3.3.1 曲柄群驱动机构的拓扑图形描述的基本问题36-37
• 3.3.2 曲柄群驱动机构拓扑结构的矩阵表示37-43
• 3.3.3 曲柄群驱动机构运动链中的数学关系43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 4 曲柄群驱动机构运动学分析与动态仿真46-64
• 4.1 机构的运动分析的目的及方法46
• 4.2 复数矢量法分析机构的运动特性46-49
• 4.3 矩阵法分析机构的运动特性49-51
• 4.4 机构中任意点的运动特性研究51-55
• 4.5 图解法分析机构的运动特性55-60
• 4.6 MATLAB 实例计算验证60-61
• 4.7 机构的三维建模及动态仿真61-63
• 4.8 本章小结63-64
• 5 总结与展望64-66
• 致谢66-68
• 参考文献68-72
• 附录72-76
• 攻读学位期间发表的学术论文目录76-77

【参考文献】

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本文编号：1002046