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第三章平面连杆机构的综合

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f 2 c 2 固定值,BG BJ=固定值
BG BJ const,则圆反演为另一个圆,证明: 设OD切圆B于D。OF 交圆B于G, F。 给定,OE OF k1 const 根据三角形相似,DOG OD / OG OF / OD OG OF OD 2 k2 const (1) FOD (2)
实现连杆上的点产生预期的轨迹。 搅拌机, 容器转动,搅拌头按某种 轨迹运动,以完成搅拌工作。 曲柄, 摇杆, 连杆, 连杆曲线 连杆上点的轨迹鹤式吊, 当两连架杆AB、CD均为摇杆时, 步进式搬运机
4 瞬时运动量约束机构
在运动过程中各构件的运动参数是 不断变化的,如果按给定机构中某些 构件在某些特定位置时的运动量 (如角速度、角加速度或线速度、 线加速度等)来设计机构的结构参数, 即瞬时运动量约束机构综合。 如带有间停的机构综合即属此类。 飞剪运动,按剪切瞬时刀刃与钢材 速度同步设计连杆机构
j P( X j , C ) ( X j ), j 1, 2 k
n, k 可以相等或不等,精确求解或近似求解。
四、闭环机构与开环机构的统一,11月7日11周 1,机械手有串联和并联两种, 并联的与闭环机构一致,可以用闭环机构分析解决。 开环机械手可以吧手爪位置假想为一个输入构件, 当手爪已知时,相当于并联机构输入已知,可以用 并联机构分析方法解决,但是机架与输入构件是变化的。
尺度综合: 根据运动或动力要求对已选定的机构 进行尺寸分析, 它通常分为 : 刚体导引、 函数发生、 轨迹发生
1 刚体导引:
给定连杆的若干位置, 寻求机构杆件的尺寸。
2 函数发生:
实现机构的输出变量与输入 变量的特定函数关系。 正弦机构
曲柄转角的正切函数
3 轨迹发生:
两式相除,OE / OG k1 / k2 const G点轨迹为圆,则E点轨迹也为圆。
哈特反演仪,哈特直线机构。
等腰梯形ABCD上下底长度为 a, b腰为c,对角线d,CF AD, CE BA.ab ( g e)( g e) g 2 e 2 g d f , e c f , ab d c
机构分类:
1 从封闭型式:
分为开式机构、 闭式机构
2 从空间分布:空间机构和平面机构 3 从封闭环数:单环机构和多环机构
二、机构综合的基本问题: 机构综合: 机构运动简图的设计称为机构综合。 机构综合从内容上分: 结构综合和尺度综合。 结构综合: 型综合, 数综合。
型综合 称之为选型设计: 为了产生某种运动应当选用什么类型的机构 以及该类机构应当由多少构件以及 那些类型的运动副组成。 数综合: 由一定数量的构件和一定类型运动副, 能组, 6杆10种(?), 8杆组173种
结束
各个边成比例,各个角度相等,
任意多项式曲线:Kemp定理 任意代数多项式曲线都可以 用连杆机构实现,甚至是用 铰链多杆机构实现。 实际上一般不用精确实现,而 用近似实现,为了机构简单。
(2)近似综合: 对于目标函数: ( x),{例如 ( x)= sin x} 用逼近函数:P( x, C )逼近,其中 C {c1 , c2,cn }, 为待设计的机构的结构参数 在k 个节点上没有误差, P( xi , C ) ( xi ) 0, i 1, 2 k
如果满足: ( 1)n k,方程数等于未知数个数, 可以计算出全部待求的未知数 (2)n k,方程数小于未知数个数, 可以预先选定n k个结构参数 (3)n k,方程数大于未知数个数, 方程不可解。需要采用优化的方法 (最小二乘法)加以解决。
对于( 1)和(2)两种情况, 在k个节点处满足要求: 称之为:精确位置或精确点 对于(3)种情况, 无法满足不能同时满足精确位置(点), 而采用优化的方法。通常
三、精确综合与近似综合: (1)最理想是整个轨迹区间,处处精确完成 设计要求, 例如: 画椭圆, 直线机构, 任意次数多项式机构。
椭圆仪
波舍利反演仪,波舍利直线机构。
波舍利反演仪,波舍利直线机构。 证明: a2 b2 c2 e b f
2 2 2
e 2 a 2 f 2 c 2 固定值 (e a )(e a ) e a
2 2 2 2 2 2 2 2
c e const , a e f d f const , b e f cd const , ab cd const
仿图仪,放缩机构。 按比例放大缩小图形, 可以围绕一个中心,旋转一定角度。 西尔维斯特仿图仪 谢伊涅尔仿图仪 任意四边形组成的 平行四边形机构
第三章平面连杆机构的综合
自动化学院 廖啟征
一、介绍 机构的设计通常是机器设计的核心和首要环节。 机构学的研究分为两类: 第一类是机构分析。第二类是机构综合。 机构分析:对已知的机构进行运动学或 动力学的分析计算以进行评价或鉴定。 机构综合:根据给定的运动学或动力学要求, 设计机构。 一般说,机构综合比机构分析要困难一些, 但机构分析是基础。
四边形放缩的 证明
• AB:CB=AE:CF
• 下图也应有 AB:CB=AE:CF • 只要证明
AEB CFB 9 3 8 4 1 2 3 4 180 7 8 180 1 2 7 3 4 8 360 1 2 7 9 360
i P ( xi , C ) ( xi ) 0, i 1, 2 k
k 2 采用目标函数 : min i i 1
而采用优化方法的优点: 通用,所有问题都可以应用。 缺点: 只能得到定量的解,不好进行定性的分析。 一般需要初值。
(2)近似综合: 对于目标函数: ( x),{例如 ( x)= sin x}, 也可以写成 sin x 0, 或f ( , x) 0, 更一般情况,F ( X ) 0, (空间电焊轨迹) 用逼近函数:P ( X , C ) 0逼近,其中 C c1 , c2,cn ,为n个待设计的机构参数 在k 个节点上的拟合误差, X x1 , x2 xm ,机构输入多个变量,
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