可组装曲柄群驱动装置的研究与开发

发布时间：2017-10-28 07:10

  本文关键词：可组装曲柄群驱动装置的研究与开发

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【摘要】：为驱动某些轻载机械中的多个平行轴同步等速转动，本文提出了一种曲柄群驱动装置，课题源于导师的国家自然科学基金项目“曲柄群驱动机构及其单元化动平衡研究”（项目编号：51175313）。曲柄群驱动装置的主要优点有：传动中采用了多个平行四边形机构，总体结构比较简单，容易维护，形式也比较紧凑；对曲柄群驱动装置进行了可组装的单元化设计，使机构适用性更强，方便运用于多种场合，且便于拆卸和组装；采用可调节的配重方法，使该机构在运动中的惯性力趋于平衡，优化其动力学性能，减少运动中的振动问题；该装置为多曲柄的平面连杆机构，其加工和制造的成本较低。 本文的主要内容有：（1）研究曲柄群驱动装置的可组装单元化设计流程，对其主要零部件的基本参数进行选择，并对各零部件的结构进行设计，保证曲柄群驱动装置在可方便组装与拆卸的条件下，使其成为系列化的产品，适用于多种场合和多种待驱动的传动轴；（2）分析和考虑曲柄群驱动装置运行中的平衡问题，运用配重法对机构运动中的惯性力进行平衡，并根据曲柄的大小设计一系列的平衡质量块与曲柄配合安装，同时也给连杆设计一系列方便安装和拆卸的平衡阻尼块，最终将它们结合起来使机构在运动过程中尽可能的达到静平衡状态，以尽量消除惯性力对机构运动的影响，并对机构运动中的动平衡问题进行了初步探讨；（3）设计了一套曲柄群驱动装置的单元化构件，并通过对单元化构件的装配和仿真，确认了各构件设计的合理性，之后通过曲柄群的拼接，装配了一个五曲柄群驱动装置的三维样机，通过对样机进行动态仿真，验证了曲柄群驱动装置结构设计的合理性与机构在运动过程中的相关运动特性，最终检验了其作为驱动装置性能符合实际工作中的要求。 本文的创新之处在于对曲柄群驱动装置进行了可组装的单元化设计，并对其系列化和通用化发展做了部分分析，为其方便应用于多种场合打下了基础；对曲柄群驱动装置中曲柄和连杆的连接做了可调节设计，以使各曲柄之间易达到较好的平行度，解决运动的可行性问题。 曲柄群驱动装置作为一种平面连杆机构形式的驱动装置，，其原理简单，结构紧凑，优点突出，且可装配性强，可以在多种场合下代替齿轮传动或链传动。通过对曲柄群驱动装置的研究，将丰富机械产品中传动机构的理论，并促进曲柄群驱动机构理论的形成和技术的发展，最终使其演变成通用性强的机械基础驱动部件，推动和增强我国机械行业的科技创新。
【关键词】：曲柄 传动机构 静平衡 三维设计
【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5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 课题的提出及意义11-12
• 1.2 曲柄群驱动装置简介12-14
• 1.2.1 曲柄群驱动机构的原理12-13
• 1.2.2 曲柄群驱动装置简介13-14
• 1.3 国内外相关研究现状和理论与方法14-16
• 1.3.1 国内现状14-15
• 1.3.2 国外现状15-16
• 1.4 研究内容、目标、方法和技术路线16-19
• 1.4.1 研究内容及目标16
• 1.4.2 研究方法和技术路线16-19
• 2 曲柄群驱动装置的可组装单元化设计19-29
• 2.1 曲柄群驱动装置的特点19-20
• 2.2 可组装单元化设计的基本思想和方案提出20
• 2.3 可组装的技术难题及解决办法20-21
• 2.4 可组装单元化设计内容21-27
• 2.4.1 基本参数的选择21-23
• 2.4.2 机构的结构设计23-27
• 2.5 本章小结27-29
• 3 曲柄群驱动装置的平衡研究29-41
• 3.1 曲柄群驱动装置平衡问题剖析29-30
• 3.2 静平衡设计30-38
• 3.2.1 机构的静平衡原理30-32
• 3.2.2 静平衡设计32-36
• 3.2.3 算例分析36-38
• 3.3 该机构的动平衡问题及初步研究38-39
• 3.4 本章小结39-41
• 4 曲柄群驱动装置的三维样机设计41-65
• 4.1 三维样机设计的若干问题41-42
• 4.2 软件选择42-43
• 4.3 单元化的结构设计及运动仿真43-55
• 4.3.1 参数的选取43
• 4.3.2 结构的设计43-49
• 4.3.3 运动仿真49-55
• 4.4 曲柄群的拼接与运动仿真55-64
• 4.4.1 箱体及传动轴设计55-59
• 4.4.2 曲柄群的拼接与装配59-61
• 4.4.3 曲柄群驱动装置运动仿真61-64
• 4.5 本章小结64-65
• 5 总结与展望65-67
• 5.1 研究总结65
• 5.2 创新点65-66
• 5.3 前景展望66-67
• 致谢67-69
• 参考文献69-73
• 攻读学位期间发表的学术论文目录73-74

【参考文献】

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本文编号：1107169