空間曲柄—外擺桿機(jī)構(gòu)的運動和力學(xué)分析.pdf

1、空間RCRCR機(jī)構(gòu)具有構(gòu)件數(shù)目少、結(jié)構(gòu)簡單易于制造裝配、采用耐磨性好的低副聯(lián)接以及輸出運動多樣性等特點，其在工程中的應(yīng)用已有近百年的歷史?？臻gRCRCR機(jī)構(gòu)在輸入端和輸出端的偏距相等時可以實現(xiàn)空間交錯軸等角度傳動，當(dāng)輸出端偏距大于輸入端偏距時該機(jī)構(gòu)可以將輸入軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為輸出軸的往復(fù)擺動，此時該機(jī)構(gòu)的輸出軸存在兩個擺動范圍，即(90°，270°)或者（-90°，90°），我們規(guī)定將前者稱為空間曲柄——內(nèi)擺桿機(jī)構(gòu)，將后者稱為空間曲柄——外

2、擺桿機(jī)構(gòu)。
　　對于輸入輸出端偏距相等的空間RCRCR機(jī)構(gòu)已有較為系統(tǒng)的研究，本文主要對空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動和力學(xué)特性分析，其目的在于完善空間RCRCR機(jī)構(gòu)的理論研究體系，為該機(jī)構(gòu)在工程實際中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　本文以空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)為對象，利用解析與計算機(jī)動力學(xué)仿真軟件相結(jié)合的方法，對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行了以下分析:
　　(1)采用平面投影法分析了空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)的運動特性，得到了機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件運動特

3、性隨時間變化規(guī)律的解析結(jié)果，并詳細(xì)分析了機(jī)構(gòu)主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)對各構(gòu)件運動規(guī)律的影響，提出了機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)動副A的運動軌跡為兩半徑分別為h1、h2的圓柱體的相貫線，以及在實際應(yīng)用中應(yīng)使|α|≤60°等結(jié)論。
　　(2)在主流三維設(shè)計軟件SolidWorks中建立了空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)的三維模型，并在其無縫集成的插件SolidWorksMotion中完成了該機(jī)構(gòu)的運動仿真分析，在此基礎(chǔ)上利用MATLAB軟件對解析結(jié)果和仿真結(jié)果進(jìn)行了一致性分

4、析。
　　(3)在已知輸入軸上所加驅(qū)動力矩的條件下利用示力副法對空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動態(tài)靜力分析，得到了所有運動副中的約束反力和約束反力矩的解析結(jié)果，詳細(xì)分析了主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力特性的影響，提出了可將主、從動傳力桿改為一體式結(jié)構(gòu)或采用球面副連接等結(jié)論。
　　(4)利用SolidWorks建立了空間曲柄——外擺桿機(jī)構(gòu)的純剛體模型，在SolidWorksMotio中完成了該機(jī)構(gòu)的動力學(xué)仿真，得到了所有運動副中的約