文档介绍：集美大学
硕士学位论文
平面四杆机构可视化轨迹综合
姓名:涂杰文
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:王成志
20100617
平面四杆机构可视化轨迹综合摘要平面四杆机构是最常用的一类机构,具有结构比较简单、制造相对容易、承载能力较大以及维修方便等优点,在实际生产生活中得到广泛应用。平面四杆机构的轨迹综合问题,是平面四杆机构应用中经常碰到的一类问题。随着计算机技术的迅速发展,出现了以计算机为工具的可视化轨迹综合方法,为机构轨迹综合特别是四连杆机构轨迹综合提供了新方法,也为机构创新设计提供了新的研究思路。本文以平面四连杆机构为对象,研究了如何用可视化技术实现可视化轨迹综合问题,研究工作主要包括:可视化轨迹综合方法的理论和技术实现两部分。对可视化轨迹综合方法理论的研究,首先通过对机构参数对连杆曲线形态影响的分析,并定义了两轨迹曲线之间的轨迹误差;其次,对轨迹曲线参数化和归一化处理,得到轨迹曲线上等弧长分布点的坐标,以及通过确定基点位置将等弧长分布点进行排序,得到计算轨迹曲线误差的对应点及其坐标;最后,建立了连杆轨迹与预期轨迹轨迹误差计算的数学模型,得到轨迹误差关于平移坐标、旋转角度、缩放比例系数等参数的轨迹误差表达式,并通过多元函数求极值的方法,得到连杆轨迹与预期轨迹轨迹误差的计算式。可视化轨迹综合方法的技术实现的研究,利用计算机可视化化技术研究了轨迹误差的可视化表达方式。建立了三种表达方式,即轨迹误差云图、等值线图与轨迹线图,将连杆轨迹与预期轨迹的轨迹误差可视化。为了实现可视化轨迹综合,以计算机高级语言为工具,研究开发了相应的应用系统。系统以轨迹误差的计算和可视化表达为核心,既实现可视化轨迹综合功能,又包括了机构及轨迹的显示、机构的运动仿真等功能。本文还研究了复合形法进行轨迹综合遇到的问题,以及利用可视化轨迹综合方法解决复合形法综合结果可能是非最优解问题,这也就是利用可视化轨迹综合方法对已有机构的进一步优化综合问题。关键词:平面四杆机构,轨迹综合,轨迹误差,可视化
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第滦髀研究的目的与意义机械制造是一个国家制造业的基础,是衡量国家综合实力的重要标准,它的发达与否,将密切关系一个国家和社会的发展与进步。机械制造业的中心任务是制造满足人类生产生活需要的机械装置、产品与系统【。作为机械制造业灵魂的机械设计,就是设计出机械装置、机械产品与机械系统等。在机械设计过程中,机器设计是机械设计的一个十分重要环节,也是基础环节。而构成机器骨架的则是可以运动的机构和支撑结构,它们使机器能够传递所需要的运动和动力【俊R虼耍故腔鞯牧榛辏纳杓剖腔魃杓频氖滓;方冢也是核心环节。机构设计的中心任务是产生或选择一种特定类型的机构、确定构件和运动副的种类和数目、确定各个运动副之间构件的几何尺寸,以实现期望的相对运动。通常,机构设计问题可以归结机构综合问题。机构综合就是根据给定的运动学或动力学要求,设计出机构简图【浚渲邪嘶菇峁沟纳杓坪突钩叽绲纳杓啤U饧词腔构的机构综合问题和机构尺度综合问题机构结构综合可以分为型综合和数综合。型综合,是机构的选型设计,是研究为了产生某种运动而应该选用何种类型的机构,以及该类型机构应由多少构件与何种类型运动副构成。数综合,是一种机构枚举学,它研究一定数量构件和一定类型的运动副,能组成哪些具有一定自由度的运动链【欢ぁ;钩叨茸酆希前照给定的运动要求或动力要求对已选定的机构类型确定出机构各构件尺寸【担嗽动综合和动力综合两部分。通常机构尺度综合可归为三类问题:刚体导引问题⒑⑸凸旒7⑸侍8仗导引问题,即机构位置综合问题,就是给定若干位置,要求设计出机构各构件尺寸使得连杆某点经过所给定的位置;函数发生问题,即机构函数综合问题,就是要求机构的输出变量与输入变量呈现给定的函数关系:轨迹发生问题,即机构轨迹综合题,就是要求连杆上的点产生预期轨迹【¨】。在三类机构尺度综合问题中,轨迹发生问题即轨迹综合问题,是备受关注的一类综合问题,在机器设计或工程实际应用中经常遇到此类问题。例如,港口使用的悬臂起重机构,吊钩上的重物要求在移动过程中始终保持在一条直线或近似直线。随着社会的发展,科学与技术的进步,轨迹综合实际应用将会变得越来越广泛。平面四杆机构是最常用的一类机构,也是复杂平面连杆机构的基础机构。平面四杆机构不仅能够满足生产中的各种要求,还具有结构简单、制造容易、承载力大、维修方便等优点。因此,平面四杆机构被广泛地应用于实际生产活动中。在平面四杆机构的应用中,集美大学硕十学位论文。问平面四杆机构可视化轨迹综合
平面四杆机构轨迹综合方法概述图解法它的轨迹综合问题在实际问题中常常碰到的问题,,同时也是平面多杆机构轨迹综合的基础。平面多杆机构轨迹