连杆机构运动可靠性及动力学可靠性的研究

摘要

可靠性是指，在规定的条件下和规定的时间区间内，产品完成规定功能的能力。随着机械朝着精密化、高速化方向的发展，人们对机械产品可靠性的要求日益增高。平面连杆机构是普遍存在于大部分机械系统中的运动机构，然而由于其固有的结构、构件的加工误差、运动副间隙存在的不可避免等原因，机构的实际输出往往存在随机误差，因此对机构运动可靠性及动力学可靠性的研究具有重要的理论与实际意义。本文从机构动力学角度出发，系统地对综合误差影响下的机构运动可靠性及动力学可靠性进行了研究。
　　考虑杆长误差的随机性，建立了矩阵形式的运动可靠性与动力学可靠性分析模型。该模型避开了对机构输出表达式直接微分产生的复杂数学运算，形式简单明了，适合计算机编程计算，为评价考虑杆长误差的平面连杆机构的运动可靠性及动力学可靠性提供了一个定量的计算方法。
　　采用连续接触模型，结合第二类拉格朗日方程，对含运动副间隙的连杆机构进行了动力学建模分析，推导出了机构运动输出参数及动力学输出参数的表达式。
　　综合考虑运动副间隙及杆长误差的随机性，结合概率统计理论，建立了矩阵形式的平面连杆机构运动学可靠性及动力学可靠性分析模型。该模型对分析运动副间隙的影响、客观评价机构运动学及动力学精度、合理设计构件尺寸公差与间隙误差、进而提高机械的运动可靠性及动力学可靠性具有重要意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文选题背景与意义

1．2 相关领域国内外研究现状

1．2．1 机构运动精度研究现状

1．2．2 机构动力学研究现状

1．2．3 机构可靠性研究现状

1．3 论文主要研究内容

第2章 相关理论及技术基础

2．1 机构运动精度分析方法

2．1．1 机构误差的基本概念

2．1．2 机构误差产生的原因

2．1．3 机构运动精度的评定指标

2．2 机构动力学分析方法

2．2．1 约束方程的建立

2．2．2 动力学方程的建立

2．3 机构运动可靠性理论基础

2．3．1 机构运动可靠性

2．3．2 机构可靠性指标

2．3．3 可靠度的几种计算方法概述

2．4 本章小结

第3章 考虑杆长误差的连杆机构运动可靠性及动力学可靠性分析

3．1 考虑杆长误差的连杆机构运动可靠性分析

3．1．1 运动精度误差模型的建立

3．1．2 运动可靠性模型的建立

3．1．3 考虑杆长误差的四杆机构运动可靠性分析

3．1．4 算例及MATLAB仿真结果分析

3．2 考虑杆长误差的连杆机构动力学可靠性分析

3．2．1 连杆机构动力学分析

3．2．2 考虑杆长误差的连杆机构动力学可靠性分析

3．2．3 算例及MATLAB仿真结果分析

3．3 本章小结

第4章 考虑运动副间隙的连杆机构动态特性分析

4．1 考虑运动副间隙的连杆机构运动学分析

4．2 考虑运动副间隙的连杆机构动力学分析

4．2．1 考虑运动副间隙的四杆机构动力学分析

4．2．2 算例

4．3 本章小结

第5章 综合误差影响下的连杆机构运动可靠性及动力学可靠性分析

5．1 综合误差影响下的连杆机构运动可靠性分析

5．1．1 运动输出均值模型的建立

5．1．2 运动输出误差模型的建立

5．1．3 运动可靠性模型的建立

5．1．4 综合误差影响下的四杆机构运动可靠性分析

5．1．5 算例

5．2 综合误差影响下的连杆机构动力学可靠性分析

5．2．1 连杆机构动力学可靠性分析

5．2．2 算例及MATLAB仿真结果分析

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

附录

参考文献

致谢