间隙耦合的曲柄滑块机构动力学的研究
更新日期:2018-05-28     来源:食品与机械   浏览次数:282
核心提示:摘 要:为了研究运动副间隙耦合对机构动态特性的影响,运用拉格朗日原理建立动力学方程,定量分析多间隙耦合对曲柄滑块机构动力学特性的影响,基于连续

摘 要: 为了研究运动副间隙耦合对机构动态特性的影响 , 运用拉格朗日原理建立动力学方程,定量分析多间隙耦合对曲柄滑块机构动力学特性的影响,基于“连续接触”模型,把移动副之间的间隙简化成凸轮机构,转动副之间的间隙用矢量杆等效。以内燃机曲柄滑块机构为算例,在Adams建立含间隙模型,采用接触碰撞函数的算法,进行动力学分析仿真,验证理论值与仿真结果的可靠性,对其它含间隙机构的动力学研究具有普遍意义。

关 键 词: 运动副,动力学;间隙 ;ADAMS;拉格朗日

引言

在实际应用中,零件在装配完成之后,在连接处的间隙是不能消除的[]。如何控制机构间隙在合理的范围之内,降低构件产生动应力,产生的噪音,加速构件的磨损,降低效率和工作精度。Haines和Rav考虑间隙运动副对平面机构的影响[],也没有给出比较准确的间隙范围。Roger和Andrews研究了在无润滑接触和润滑接触情况下,曲柄滑块机构在连杆与滑块转动副之间间隙对系统影响的运动情况[]。国内学者李哲在连杆机构这一领域作了一定量的工作[]。但是,与一般连杆机构的研究相比,含间隙机构的研究还。近些年来,随着现代机械向高速重载精细方面的发展。考虑含间隙的柔性连杆机构成为了国内外的研究热点。

由于间隙的存在 ,增加了系统的自由度,在不考虑柔性条件下,机构高速运动过程中 ,间隙运动副直间会发生碰撞[],严重的改变了设计时运动轨迹,改变了系统自由度的。动力学的常微分方程变成了变拓扑结构、非线性、非定常的动力学过程。把转动副之间的间隙看成等值杆,移动副之间的间隙等效成凸轮机构,凸轮轮廓根据装配时的固定间隙之间的公差,运用离散数学的方法,运用艾尔米特三次插值方法[],模拟出凸轮的轮廓。

在进行动力学仿真的时候,施加驱动于凸轮转动副上,测量出连杆与曲柄的位置 速度 加速度变化曲线,与理论值进行对比,不断修正仿真参数值,是结果更加接近理论值。
作者:薄少军,牛胜涛

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