曲柄群并聯(lián)機(jī)構(gòu)理論研究及精度分析.pdf

1、基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)中的相關(guān)理論與研究方法以及關(guān)于曲柄群機(jī)構(gòu)的近期研究成果，本課題對曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)學(xué)理論及精度分析進(jìn)行了研究。本課題分析了曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的自由度，論證了該機(jī)構(gòu)的可行性；并對曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)做了運(yùn)動(dòng)分析以及拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu)的研究。本課題還建立了該機(jī)構(gòu)的誤差分析模型，給出了桿長誤差及運(yùn)動(dòng)副間隙下的該機(jī)構(gòu)的誤差計(jì)算方法。
　　本文的主要工作如下:
　　(1)通過數(shù)學(xué)方法證明了曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在構(gòu)型上的可行性。曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為

2、一種特殊的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，引出了曲柄群并聯(lián)機(jī)構(gòu)的概念，用基于螺旋理論的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度分析方法，得出曲柄群的自由度為1，從而破解了曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的超靜定問題；從幾何條件出發(fā)，考慮桿長誤差、運(yùn)動(dòng)副間隙及桿件彈性變形，對曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的曲柄群存在條件進(jìn)行了規(guī)范。
　　(2)對曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析。采用影響系數(shù)法，對平行雙曲柄機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析，以此為基礎(chǔ)，把曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析分為曲柄運(yùn)動(dòng)和連架桁桿運(yùn)動(dòng)兩部分，對該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)

3、進(jìn)行了闡述。
　　(3)從拓?fù)涞慕嵌葘η候?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了探索。指出曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)就是一種特殊的平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)；給出了曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)符號表示，曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的 POC集（方位特征集），分析了曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的多回路特性，并對其耦合度進(jìn)行簡單了的計(jì)算。
　　(4)建立了曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的誤差模型并進(jìn)行了精度分析。從該機(jī)構(gòu)的基本單元出發(fā)，推導(dǎo)出連桿上一點(diǎn)的誤差計(jì)算，對整體機(jī)構(gòu)采用先拆后合的方法，解決了曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

4、誤差耦合、計(jì)算困難的問題；指出了初始角度誤差、各個(gè)桿長誤差以及桿長相對誤差對機(jī)構(gòu)整體誤差的影響，如何控制這些誤差源對機(jī)構(gòu)誤差的影響。
　　本課題的創(chuàng)新點(diǎn)在于：（1）從機(jī)構(gòu)變形和結(jié)構(gòu)形式兩個(gè)方面證明了曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種特殊的平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)；（2）論證了機(jī)構(gòu)的可行性、對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析并研究了其拓?fù)湫再|(zhì)，豐富了曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的理論研究；（3）建立誤差模型，針對機(jī)構(gòu)的誤差耦合、計(jì)算困難問題，對曲柄群驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的精度進(jìn)行了分析。本文對于曲