平面连杆机构最佳传动角设计与机构运动仿真开题报告.doc

毕业（设计）论文 开　题　报　告 系 别 机电工程系 专 业 飞行器制造工程 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 报告日期 2 毕业（设计）论文开题报告表 论文题目 平面连杆机构最佳传动角设计与机构运动仿真 学生姓名 王润泽 学 号 114657 指导教师 靳淇超 题目来源（划√） 科研□ 生产 实验室□ 专题研究□ 论文类型（划√） 设计 论文□ 其 他 □ 一 选题意义及背景 连杆机构是由若干构件通过低副连接而成的。若各构件均在相互平行的平面内运动，就称为平面连杆机构。由于它能够实现多种运动形式的转换，满足多方面的要求，它是一种应用极为广泛的机构，在各行各业的机械设备中，以及在人们日常生活所用的许多器械中也处处可见[4]。近年来，随着连杆机构设计方法的发展，电子计算机的普及应用以及有关设计软件的开发，连杆机构的设计速度和设计精度有了较大的提高，而且在满足运动学要求的同时，还可考虑到动力学特性。尤其是微电子技术及自动控制技术的引入，多自由度连杆机构的采用，使连杆机构的结构和设计大为简化，使用范围更为广泛[1]。 所谓机构的运动分析,就是对机构的位移、速度、加速度进行分析.在已知原动件的运动规律的条件下,分析机构中其余构件上各点的位移、轨迹、速度和加速度,以及这些构件的角位移、角速度和角加速度.为此,介绍了如何利用UG软件来实现连杆机构运动仿真和分析的方法及步骤.以平面六杆机构为例,在UG/Motion模块中,用动画来表现机构的运动过程,用图表和电子表格来反映运动仿真的结果,得到精确机构运动数据,为机构的优化设计提供参考依据[15].机构运动仿真分析，可以实现机械工程中非常复杂、精确的机构运动分析，在实际制造前利用零件的三维数字模型进行机构运动仿真已成为现代CAD工程中的一个重要方向及课题。机构仿真分析所解决的问题有以下几点：位移、速度、加速度、力，解决零件间干涉、作用力、反作用力等问题。一般说，工程师首先将零件的三维模型建好，其次确定运动零件，并确定各运动零件之间的约束关系，最后利用特定分析软件进行机构分析，如ADAMS、ANSYS等。其中的关键环节为建立零件间约束关系及载荷定义，并求解[6]。?UG软件是美国EDS公司推出的大型CAD/CAE/CAM软件，它的运动分析模（UGScenario）是一个模拟仿真分析的设计工具，它是ADAMS软件的一个子集。它既能进行运动学（Kinematic）分析，又能进行动力学（Dynamic）分析。典型步骤如下：首先将要分析的装配图存入一个Scenario文件，确定分析所需构件（LINKS），再建立构件之间的运动（JOINTS），然后定义整个机构承受的载荷（FORCES），进行机构运动仿真，从中得出所分析的运动副处的位移、速度、加速度及力的数值及特性曲线，为下一步做有限元分析或作强度分析、结构设计、优化设计打下了基础[14]。?近些年来 CAD软件在机械行业中获得广泛应用，计算机辅助绘图、各种大型的工程计算软件以及模拟仿真软件的出现，大大缩短了设计周期，保证分析结果的正确性，生动形象的模拟运动过程，能够完成复杂机构的设计与分析。 无论是传统设计还是计算机辅助设计都没有明确体现出对平面四杆机构传动性能的要求。随着现代工业的迅猛发展，如何能将具有最佳传动角的平面四杆机构的设计变得更简单、直接和高效就显得势在必行。 基本内容及重点 研究内容框架图 建立连杆机构模型 ↓ 建立连杆机构的运动仿真模型 ↓ 平面连杆机构运动仿真的基础分析 ↓ 平面连杆机构的最佳传动角设计 ↓ 最佳传角设计与运动仿真系统的总体结构 通过UG/Modeling/Assemblies模块建立连杆机构的模型，再利用UG/Motion模块建立连杆机构的运动仿真模型,通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学运动分析，动态地观察连杆机构的运动状况，验证该运动机构设计的合理性，并且各个构件的位移、速度、加速度和力的变化情况可以以图表的形式输出，同时可以方便地修改仿真模型的参数，实现驱动实体模型的更新，达到优化设计最佳传动角的目的。其中，运动分析模块（Scenario For Motion）是CAE应用软件，用于建立运动机构模型，分析其运动规律。运动分析模块自动复制主模型的装配文件，并建立一系列不同的运动分析方案。每个运动分析方案均可独立修改，而不影响装配主模型，以反映优化设计的结果。因为，运动分析模块可以进行机构的干涉分析，跟踪零件的运动轨迹，分析机构中零件的速度、加速