考虑运动副间隙的曲柄滑块机构动力学建模与分析

发布时间：2017-05-10 10:09

  本文关键词：考虑运动副间隙的曲柄滑块机构动力学建模与分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着航天工业、高速列车、军工、资源开采设备、医疗器械、工业自动化设备等行业的高速发展，高速度、高精度、高效能、低噪音、自动化、智能化已成为现代机械的重要标志和发展方向。机械系统需要深入考虑的因素越来越多，机构杆件弹性变形、制造和加工误差、摩擦磨损等因素造成运动副间隙对机器工作性能产生极大影响，间隙是引起机械系统机械精度、稳定性下降甚至失效的重要元素。因此针对机械系统中普遍存在的间隙现象，本文以含间隙曲柄滑块机构为例，深入进行分析研究，为含间隙机构设计、可靠性分析、稳定控制提供理论基础，主要包括以下内容： 本文引入平面多体系统中转动副和移动副间隙描述的数学模型，为含间隙曲柄滑块机构运动学和动力学分析提供简洁明了的表达方式。 重点分析了间隙运动副接触碰撞过程，对传统的接触碰撞力模型进行了系统的分析与比较，其中涉及Kelvin-Voigt粘弹性模型、Hertz非线性弹性碰撞力模型、非线性弹簧阻尼碰撞力模型、修正混合接触碰撞力模型，对其进行仿真分析，得出修正混合接触碰撞力模型最接近实际接触碰撞动态特性，为之后动力学分析做了准备。 根据以上分析以含双转动副间隙和含移动副间隙的曲柄滑块机构为研究对象，根据间隙数学描述，采用牛顿-欧拉法，在运动副元素接触碰撞的判定条件指导下，，实现修正混合接触碰撞力模型与所建动力学方程的对接，减少方程中的未知参数满足了数值仿真的需求。 最后针对之前所建立动力学模型，分别采用Matlab\Similink数值仿真和商业软件ADAMS仿真，通过对比两者仿真结果验证所建动力学模型的正确性，定性分析不同间隙对曲柄滑块机构动态性能的影响。
【关键词】：曲柄滑块机构 运动副间隙 接触碰撞 动力学建模 仿真分析
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题来源9
• 1.2 课题研究背景与意义9-11
• 1.3 机械系统动力学研究综述11-17
• 1.3.1 多体系统动力学研究现状11-12
• 1.3.2 含间隙机械系统动力学分析12-16
• 1.3.3 含间隙机械系统接触碰撞分析16-17
• 1.4 本文主要研究内容17-19
• 第2章 运动副间隙描述和数学模型19-28
• 2.1 引言19
• 2.2 间隙描述方法19-27
• 2.2.1 转动副间隙描述方法19-25
• 2.2.2 移动副间隙描述方法25-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 机械系统接触碰撞力模型28-38
• 3.1 引言28
• 3.2 接触碰撞力模型28-37
• 3.2.1 Kelvin-Voigt 线性碰撞力模型29-30
• 3.2.2 Hertz 非线性弹性碰撞力模型30-32
• 3.2.3 非线性弹簧阻尼碰撞力模型32-33
• 3.2.4 修正混合接触碰撞力模型33-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第4章 含间隙曲柄滑块机构动态特性分析38-54
• 4.1 引言38
• 4.2 含间隙机构接触碰撞判定条件38
• 4.3 考虑曲柄滑块机构转动副间隙动力学分析38-46
• 4.3.1 含间隙曲柄滑块机构模型38-39
• 4.3.2 含间隙机构运动学分析39-42
• 4.3.3 含间隙机构动力学分析42-46
• 4.4 考虑曲柄滑块机构移动副间隙动力学分析46-52
• 4.5 本章小结52-54
• 第5章 含间隙曲柄滑块机构仿真分析54-62
• 5.1 引言54
• 5.2 含间隙曲柄滑块机构 SIMULINK 模型建模54-55
• 5.3 含间隙曲柄滑块机构 ADAMS 仿真55-57
• 5.4 动态特性仿真结果分析对比57-61
• 5.5 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-69
• 致谢69

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 钱志鹏;孟Ze;左硕;罗娟;;电动地毯织枪机构分析[J];纺织学报;2016年11期

2 郑申专;丁武学;李存折;;含间隙运动副的高速压力机下死点精度影响分析[J];机械制造与自动化;2015年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 李勇;考虑关节间隙和润滑的单个旋转铰机构动力学特性分析[D];燕山大学;2016年

2 贺虎;含间隙空间四连杆引纬机构分析及弹性动力学仿真[D];浙江理工大学;2016年

3 徐继龙;不同重力环境下含间隙铰机械臂力学性能分析[D];燕山大学;2015年

4 郑申专;基于虚拟样机的高速精密压力机设计技术研究[D];南京理工大学;2015年

  本文关键词：考虑运动副间隙的曲柄滑块机构动力学建模与分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：354512