考虑转动副接触随机性机构运动精度分析与公差优化设计

发布时间：2017-06-02 04:11

  本文关键词：考虑转动副接触随机性机构运动精度分析与公差优化设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：曲柄滑块机构的运动精度直接影响机器整机的性能质量，如压力机中滑块在下止点处的位置精度直接影响被压制产品的质量，然而，曲柄滑块机构的运动精度又受到机构运动副接触随机性的影响。因此，开展曲柄滑块机构运动精度分析和转动副公差优化设计具有重要意义；本文以曲柄滑块机构为研究对象，，考虑曲柄与连杆以及连杆与滑块之间的转动副，构建转动副接触随机分布模型，分析接触随机性对滑块运动精度的影响，建立曲柄滑块机构转动副公差优化模型。具体研究工作如下： （1）结合机构动力学方法与概率统计理论，提出转动副接触点位置判据；对考虑转动副间隙的曲柄滑块机构在ADAMS软件中进行动力学仿真分析；建立转动副接触随机分布模型，探讨间隙尺寸、杆件长度对随机分布模型的影响。 （2）基于连续接触模型，运用机构矢量分析法建立滑块的运动位置方程，探讨转动副接触随机性与滑块位移随机性传递规律；分析不同转动副间隙对滑块位移随机分布的影响。 （3）构建滑块位移数据采集实验系统，主要由可调间隙的曲柄滑块机构、位移传感器、数据采集卡三部分组成；分析不同转动副间隙，对曲柄转角等于和2处的滑块位移误差随机分布模型的影响，与数值模型进行了对比分析。 （4）计入转动副接触随机性对滑块输出位置精度的影响，在保证机构运动输出精度条件下，以综合产品的质量损失和制造成本最小化为目标函数，建立曲柄滑块机构转动副处轴与孔的直径尺寸公差优化模型，采用lstopt优化软件对优化模型进行求解。
【关键词】：曲柄滑块机构 间隙 随机性 运动精度 公差 优化设计
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 选题背景与研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-18
• 1.2.1 运动副接触随机性研究现状10-13
• 1.2.2 机构运动精度研究现状13-16
• 1.2.3 连杆机构稳健优化设计研究现状16-18
• 1.3 本文主要研究内容18-19
• 1.4 本章小结19-20
• 第二章 间隙转动副接触随机性分析20-39
• 2.1 引言20
• 2.2 间隙转动副建模20-23
• 2.2.1 间隙转动副矢量模型20-22
• 2.2.2 接触碰撞力模型22-23
• 2.3 间隙转动副接触随机分布建模23-32
• 2.3.1 间隙转动副接触点位置量化24-25
• 2.3.2 基于 ADAMS 曲柄滑块机构动力学仿真25-28
• 2.3.3 间隙转动副接触随机模型的建立28-32
• 2.4 转动副接触随机模型影响因素分析32-37
• 2.4.1 间隙对模型影响分析32-35
• 2.4.2 杆件长度对模型影响分析35-37
• 2.5 本章小结37-39
• 第三章 考虑转动副曲柄滑块机构运动精度分析与实验39-61
• 3.1 引言39
• 3.2 曲柄滑块机构运动精度影响因素分析39-43
• 3.2.1 曲柄滑块机构滑块位置方程的建立39-41
• 3.2.2 间隙对曲柄滑块机构输出位置影响分析41-43
• 3.3 曲柄滑块机构运动随机性分析43-48
• 3.3.1 间隙对滑块位移随机性影响分析43-47
• 3.3.2 滑块输出位移误差传递建模47-48
• 3.4 考虑转动副间隙的滑块运动随机性实验分析48-58
• 3.4.1 实验装置设计49-53
• 3.4.2 实验数据的采集与分析53-57
• 3.4.3 实验结果与仿真结果对比57-58
• 3.5 转动副接触观测实验58-59
• 3.6 本章小结59-61
• 第四章 计入转动副接触随机性的公差优化设计61-70
• 4.1 引言61
• 4.2 计入转动副间隙公差优化设计建模61-66
• 4.2.1 设计变量的确定62
• 4.2.2 目标函数的确定62-64
• 4.2.3 模型的约束条件64-66
• 4.3 模型的优化66-69
• 4.3.1 优化模型中参数的选取66-67
• 4.3.2 模型的优化求解67-68
• 4.3.3 优化结果分析68-69
• 4.4 本章小结69-70
• 第五章 结论与展望70-72
• 5.1 全文总结70-71
• 5.2 下一步研究工作展望71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77
• 附录 A：攻读硕士学位期间主要的研究成果77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：414221