曲柄群驱动装置虚拟样机研究

发布时间：2017-05-23 19:23

  本文关键词：曲柄群驱动装置虚拟样机研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为同时实现驱动多个平行轴的同步等速转动，并且需要传递的扭矩不大，本文研究了一种新型的传动机构曲柄群驱动装置机构。本课题源于导师的国家自然科学基金项目（51175313）“曲柄群驱动机构及其单元化动平衡研究”，是该项目的子课题之一。其最大的优点是可以同时驱动多个平行轴等速转动，并且极大的缩短了传动链距离，不但制造成本低廉，而且易安装和维护，在平衡问题上也容易实现。 本文的主要研究工作有：（1）对曲柄群驱动装置系列化产品进行基本构思，分析了要解决的技术问题，并给出了具体解决方案，包括系列化设计的基本参数选择。对其主要零部件进行了结构设计和参数选择，，在设计曲柄时，根据工况的不同，提出了三种不同的曲柄。在连杆与曲柄之间，设计了一种新型的连接部分，详细阐述了其结构特征和具体优势。（2）根据三种曲柄的不同形状，分别用实验法和计算法，对三种曲柄的转动惯量进行了计算，为本课题后续的研究提供了有力的参考。对含弹性环节的曲柄进行了分析，计算出弹簧板的最大挠度，并分析了弹簧板的变形量，最终得出厚度的取值与变形量的关系。（3）设计了一个五曲柄群驱动装置的虚拟样机。首先对曲柄群驱动装置中每个构件进行了结构设计和参数选择，随后对虚拟样机的其他辅助零部件进行了设计和参数选取。其次对曲柄群驱动装置虚拟样机进行了装配和拼接，其中详细阐述了曲柄群驱动装置的装配。最后对五曲柄群驱动装置虚拟样机进行三维仿真，验证了此样机在一定程度上的可行性和正确性。 本文的创新之处是对曲柄群动装置进行了系列化设计；在曲柄与连杆之间，设计了一种新型连接部分；设计了一种含弹性环节的梯形曲柄，曲柄上的弹簧板作为弹性构件，在运动时会产生不同方向变形，可以减少连杆变形、间隙和制造误差对机构产生的影响。通过对曲柄群驱动装置的研究，为相关课题的近一步深入探索奠定了基础。
【关键词】：曲柄群 系列化 转动惯量 虚拟样机 运动仿真
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题的提出及意义10-11
• 1.2 曲柄群驱动装置简介11
• 1.3 国内外相关问题研究现状11-13
• 1.3.1 国外现状12
• 1.3.2 国内现状12-13
• 1.4 研究内容、目标、方法和技术路线13-16
• 1.4.1 研究内容及目标13-14
• 1.4.2 研究方法和技术路线14-16
• 2 曲柄群驱动装置系列化研究与设计16-32
• 2.1 曲柄群驱动装置的特点16
• 2.2 系列化设计的简介16-17
• 2.3 系列化设计的方法17-18
• 2.4 曲柄群驱动装置系列化设计思路18
• 2.5 曲柄群驱动装置的结构设计18-31
• 2.5.1 基本参数的选择18-20
• 2.5.2 机构的结构设计20-31
• 2.6 本章小结31-32
• 3 曲柄转动惯量计算与梯形曲柄的分析32-42
• 3.1 三种曲柄的转动惯量计算32-36
• 3.1.1 转动惯量的定义32
• 3.1.2 转动惯量的计算32
• 3.1.3 曲柄转动惯量的计算32-36
• 3.2 梯形曲柄弹性环节的挠度计算36-38
• 3.2.1 分析弹簧板的作用36-37
• 3.2.2 通过计算得出弹簧板的挠度37-38
• 3.3 梯形曲柄弹性环节的变形分析38-40
• 3.3.1 对弹簧板进行建模38
• 3.3.2 梯形曲柄弹性环节的变形分析38-40
• 3.4 本章小结40-42
• 4 曲柄群驱动装置的虚拟样机设计42-66
• 4.1 虚拟样机设计的步骤42-43
• 4.2 样机设计软件的选择43
• 4.3 模块化的机构设计43-52
• 4.3.1 参数的选取43-44
• 4.3.2 模块化的结构设计44-52
• 4.4 曲柄群虚拟样机的装配与仿真52-65
• 4.4.1 辅助部件的设计52-58
• 4.4.2 曲柄群虚拟样机的装配58-60
• 4.4.3 曲柄群虚拟样机的运动仿真60-65
• 4.5 本章小结65-66
• 5 总结和展望66-68
• 5.1 研究总结66
• 5.2 创新点66-67
• 5.3 前景展望67-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-74
• 攻读学位期间发表的学术论文目录74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 袁素粉;袁晓红;陈昌生;;基于ANSYS Workbench的半挂车车轴的强度分析及其优化设计[J];北京汽车;2011年04期

2 莫杰雄;;以常见刚体的转动惯量计算为例谈微元的选取[J];长春师范学院学报;2010年12期

3 王劲松;樊鑫国;王洋;关放;;基于曲柄摇杆机构的新型六足爬行机器人的设计[J];中国工程机械学报;2008年04期

4 周瑞雪;;对几种不常见刚体转动惯量的研究[J];物理与工程;2012年05期

5 曹巨江,陈雪峰;弧面凸轮机械手系列化设计[J];机床与液压;2002年02期

6 苗志怀;姚燕安;田耀斌;;4U平行四边形机构的一类新用途——整体设计为两足步行机构[J];机器人;2011年04期

7 孔建益;刘怀广;杨金堂;李公法;;实现连续轨迹的曲柄滑块机构的尺度优化[J];机械传动;2007年03期

8 方新国,邹慧君,周双林;混合驱动平面两自由度五杆机构的完全分类[J];机械科学与技术;2003年01期

9 郝艳玲,谭智申,姚燕安;可调整双曲柄驱动机构的运动设计[J];机械科学与技术;2003年04期

10 张全明;梁文贤;常勇;;关于2-DOF平面五杆机构的双曲柄存在条件的再研究[J];机械科学与技术;2008年01期

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本文编号：388903