计入主要形位公差的钳板机构动力学分析

发布时间：2020-07-12 11:03

【摘要】： 平面连杆机构是工程实际中应用非常广泛的机构类型,平面机构是机构学理论与方法研究中最基本、最主要的研究对象。平面连杆机构中广泛存在过约束,机构对制造、安装误差特别是运动副元素的形位误差十分敏感,常常会造成机构运动的“障碍”及系统中某些构件的变形和运动副中的附加动载荷,引起机械的振动、冲击、噪声等而导致机械的效率和工作性能的降低。平面机构由于加工制造和装配误差影响在理论上是过约束机构,对于平面机构的运动和力分析应该按照空间机构研究。在过去公差研究中,对尺寸公差分配方案及公差等级标注已经研究很深入也取得了很好的成效。由于过去的力学分析很多情况下是将构件设置为刚体,对构件形位公差影响重视程度不够,有时在尺寸公差分配上满足了要求,而满足不了动力学要求。目前,形位公差设计主要根据以往的设计经验进行,没有通用的行之有效的形位公差设计标准,随着对机械动力学研究的深入,关于形位公差的研究将越来越受到专家学者的重视。本文以平面连杆机构为研究对象,引用过约束机构的公式法分析了自由度与过约束数之间的关系,通过公式法判断出机构中存在的过约束数,确定超静定次数,再建立相应的变形协调方程组。以结构力学中处理静不定结构的受力分析方法为基础,各杆件作为弹性杆处理,通过分析机构的变形协调条件,并根据拆副处的实际铰链轴线相对理论正确的铰链轴线的位移量以及方位角的变化量,提出了一种对运动副存在形位误差的平面连杆机构的动力学定量分析方法,从而为机构的结构设计及其精度设计提供了理论依据。本文对四杆机构的分析采用的是准静态的分析法,即假定在机构转动到某一具体位置时,将某一运动副固定,将机构按照四杆桁架分析,把存在形位误差的构件看作一个系统,建立一组系统方程,将四杆机构杆件间的作用力转化为系统内的内应力。通过这一套完整的分析形位公差的方法,应用于精梳机钳板机构运动副形位公差分析中,通过对机构结构的简化,对机构动态特性影响最大的形位公差进行分析,建立了公差与动态应力之间的关系。最后应用ADAMS软件,建立了含有运动副误差的闭链四杆机构模型,通过对存在运动副误差的机构的动态仿真,从定性和定量的角度说明了运动副误差对机构动力学性能的影响程度。
【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
【图文】：

受力分析,销钉

而不能是拉力。因此、光滑接触面对物体的约束反力，作用在接触处，沿接触面的公法线，指向受力物体。这种约束反力也常称作法向反力.一股用符号凡表示。如图2.3所示，直杆在接触点A、B、c三处所受的约束反力编、场:娠。图2.4所示的固定支承面对球的约束反力凡。!，.‘卜)老旧渺，帕图2.3杆的受力分析图2.4球的受力分析(3)光滑圆柱形铰链光滑圆柱形铰链(简称铰链)是用一圆柱形销钉将两个或更多个构件连接在一起，采取的办法是在它们的连接处各钻一直径相同的孔，用销钉穿起来。图2.5(a)、(b)即表示A、B两个构件用销钉C连接在一起。这种铰链应用比较广泛，如门的合页，活塞与连杆的连接，起重机动臂与机座的连接等。圆柱形铰链常画成图2.5(c)、(d)所示的简图。如果销钉与圆孔的接触面是光滑的，则销钉只能限制被约束构件在垂直于销钉轴线的平面内沿径向的相对移动，而不能限制物体统销钉轴线的相对转动或沿其轴线方向移动。因此

受力分析,销钉,铰链,约束反力

面的公法线，指向受力物体。这种约束反力也常称作法向反力.一股用符号凡表示。如图2.3所示，直杆在接触点A、B、c三处所受的约束反力编、场:娠。图2.4所示的固定支承面对球的约束反力凡。!，.‘卜)老旧渺，帕图2.3杆的受力分析图2.4球的受力分析(3)光滑圆柱形铰链光滑圆柱形铰链(简称铰链)是用一圆柱形销钉将两个或更多个构件连接在一起，采取的办法是在它们的连接处各钻一直径相同的孔，用销钉穿起来。图2.5(a)、(b)即表示A、B两个构件用销钉C连接在一起。这种铰链应用比较广泛，如门的合页，活塞与连杆的连接，起重机动臂与机座的连接等。圆柱形铰链常画成图2.5(c)、(d)所示的简图。如果销钉与圆孔的接触面是光滑的，则销钉只能限制被约束构件在垂直于销钉轴线的平面内沿径向的相对移动，而不能限制物体统销钉轴线的相对转动或沿其轴线方向移动。因此，铰链的约束反力作用在圆孔与销钉的接触点K

铰链连接,销钉

2.5(a)、(b)即表示A、B两个构件用销钉C连接在一起。这种铰链应用比较广泛，如门的合页，活塞与连杆的连接，起重机动臂与机座的连接等。圆柱形铰链常画成图2.5(c)、(d)所示的简图。如果销钉与圆孔的接触面是光滑的，则销钉只能限制被约束构件在垂直于销钉轴线的平面内沿径向的相对移动，而不能限制物体统销钉轴线的相对转动或沿其轴线方向移动。因此，铰链的约束反力作用在圆孔与销钉的接触点K，通过销钉中心，作用线沿接触点处的公法线，如图2.5(e)所示的反力Fc。由于接触点K的位置一般不能预先确定，因此乓的方向也不能预先确定。但知道Fc一定通过销钉中心C。在实际计算中，通常用过铰链中心的两个互相垂直的分力气、凡来代替只.

【参考文献】