轮系机构计算机运动与力分析及其运动设计

发布时间：2020-11-19 02:09

　　 本文主要研究了基于计算机自动生成的轮系机构运动与力分析及其运动设计的基本理论和实现方法。 通过对轮系机构结构分析，给出了轮系机构运动链结构的基本组成单元——基本结构链和基本结构补链，从而可以将任意轮系机构运动链分解成基本轮系单元运动链与一组有序的基本结构链和基本结构补链，实现轮系机构结构分解；如此对应，通过运用基本结构链与低级轮系机构上对应的基本结构补链的和运算，可得到更高一级轮系机构，实现轮系机构类型的综合与设计。并且，本文运用轮系机构三色树的双亲数组、叶子偶数组、叶子偶双亲数组和轮系机构基本回路矩阵等来数字表达轮系机构结构，实现了轮系机构结构的自动辨识，为轮系机构计算机分析与设计提供信息。 依照轮系机构组成特点，运用构件间相对运动关系，建立了轮系机构基本回路单元的运动分析方程，由轮系机构基本回路单元组信息构造出轮系机构运动分析数学模型。 对轮系机构的构件及运动副的作用力特征进行分析，运用动力学的基本分析方法，推导出轮系机构任意运动构件的受力平衡方程，并结合轮系机构运动副的作用力关系，得到进行轮系机构力学分析的统一数学模型。 从轮系机构正确啮合的要求入手，分析了一般轮系机构在进行运动设计时应满足的约束条件，并给出了基本约束条件与轮系机构结构的关系，确定了约束条件相容方程自动构造的信息集，运用此信息集构造出轮系运动设计的数学模型。 运用上述理论，以MATLAB6.5为工具，利用面向对象的程序设计方法，编制了一套轮系机构运动与力分析及其运动设计的软件。该软件在进行轮系机构运动分析时，可以得到轮系机构中任一构件的转速大小；在进行轮系机构力分析时，不仅可以得到输出力矩，而且可以得到在实际运动中轮系的不同构件在不同时刻的各运动副上的作用力；在进行轮系机构运动设计时，可以得到多个设计结果供设计者选择，以实现轮系机构齿数选配的优化。本软件集轮系机构的分析与设计于一体，分析与设计可以同时进行，设计的结果可以运用分析模块进行运动与力学的分析，分析的结果可以检验设计结果的优劣，轮系机构的分析与设计模块相辅相成，基本实现了轮系机构分析与设计的自动化与可视化，有利于轮系机构的创新设计。
【学位单位】：中国地质大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2004
【中图分类】：TH113
【部分图文】：

检查轮系总体参致界面

-2a1构件对2构件的作用力圈1

a侧1粗鹅
【参考文献】

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本文编号：2889541