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運動生成機構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計

摘要  一組Burmester曲線可以描述出由一個平面四桿機構(gòu)所能生成的給定的一系列規(guī)定的剛體軌跡。但令人遺憾的是，在已知的如此大量的可能的機械解決方案中，設(shè)計人員很難任意地選擇一個Burmester曲線解決方案，這個方案能完全保障轉(zhuǎn)動鏈合，生成可行的傳動角并使其機械機構(gòu)盡可能緊湊。這篇論文介紹了一種在滿足Grash條件，傳動角度條件和最小圓周尺寸條件情況下選擇平面四桿運動發(fā)生器的算法。為了提高分析能力和便于使用，這種算法已經(jīng)被編進了MathCAD的程序之中。本論文中的實例展示了具有可行傳動角的緊湊平面四桿曲柄搖桿運動發(fā)生器的綜合情況。Elsevier有限公司版權(quán)所有。

1緒言
1.1背景和目的
平面四桿機構(gòu)已經(jīng)、并且將會繼續(xù)保持在機械系統(tǒng)內(nèi)的廣泛運用。由于主要與機械裝置的連接類型，連接軸的定位和綜合的平面運動學(xué)有關(guān)系使得對其分析、設(shè)計、制造和改進都是非常有實際價值的。由于平面四桿機構(gòu)被廣泛的應(yīng)用，對于任何連桿機構(gòu)而言，在對這種機構(gòu)的設(shè)計和分析(即對其采用圖解的和解析的方法)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的這種工件的數(shù)目是其最廣大來源之一。
動力運動生成階段的目標是測定機械裝置的參數(shù)，按要求使其近似地或者精確地生成一系列規(guī)定的剛體運動軌跡。運動生成方法，尤其是由用Burmester曲線描述的運動生成法在描述一系列規(guī)定的剛體軌跡時提出了無限多的解決方案。換句話說，用戶可以從一系列無限多的可能的機構(gòu)解決方案中選擇一個機構(gòu)解決方案。雖然提出的所有機構(gòu)解決方案在運動學(xué)上都可能是可行的，但它們其中的一些方案可能并不意味著能作為實際的制造方案。例如，一些機構(gòu)可能產(chǎn)生不希望得到的傳動角度，需要很大的工作區(qū)間或者不能保證得到充分的連接旋轉(zhuǎn)性。
當保證遵循特定的設(shè)計條件和限制條件時，一種基于采用Burmester曲線的運動生成的方法正在進行著研究和選擇著合適的算法。這篇論文介紹了一種在滿足Grashof條件、傳動角度條件和保證有最小圓尺寸的條件下選擇平面四桿運動生成器的算法。為了提高分析能力，這個算法已經(jīng)被被編進了MathCAD的程序之中。