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連杆機構創新設計在機(jī)械工程實際中的應用

連杆機構的常用方法(fǎ)連杆機構的運動學分析包括位置分析、速度分析和加速度分析三個方麵,其基礎是(shì)力學(xué)中的運動學,現在已形成了較(jiào)為(wéi)成熟的連杆機構分析方法(fǎ)。機械產品通過創新設計,利用換代從根本解(jiě)決產品更新問題。機械(xiè)創新設計就是利用(yòng)相關科(kē)學技術成果,設計出具有創造性(xìng)及(jí)實用性的機(jī)械產(chǎn)品(pǐn)。機械機構(gòu)是用(yòng)來變換運動和力的可動裝置,實質(zhì)就是構造並修改三維模型,創造出結構形式新穎的機構。它需要工程科學、產品加工方法和商業運作知識等各方麵知識相互融合在一起,以產品全生命周期內最為重要的決策(cè)。在每個(gè)主要的(de)功能都可以根據空(kōng)間或結構(gòu)上的關係,從機械框(kuàng)架中(zhōng)得到產品的成本、重量或總體尺寸樣本,然後這個框架對一些特征或部件有(yǒu)十分明確的描述(shù),但並不要求詳細。設(shè)計的過程將已知基本單元進行新的組(zǔ)合,對現有物品(pǐn)的分解與重新組合構造(zào),但是機構創新沒有固定的模式可以(yǐ)依(yī)循,要創造出一種全新的新機構,就需要組合的連杆機(jī)構方案設計(jì),綜(zōng)合運用(yòng)多種創造性原(yuán)理,將(jiāng)設(shè)計元素進行智能拚接與組(zǔ)合,實現預期功能價值的過程。
一、連杆機構運動學分析的常用方法:
    連(lián)杆機構(gòu)的平麵機構的機構,是將平麵機(jī)構的(de)位置分析問題歸納為求解三角形問題,並利用矢量方(fāng)法來描述平(píng)麵(miàn)連杆機(jī)構的運動(dòng)及動力分(fèn)析,以機構中的“阿蘇爾杆組”為基本單元,根據(jù)基本單元編製運動分析子程序,對每一基本杆組進行運動分析,解決了
機械杆(gǎn)組的機構分析問題。同時把(bǎ)平麵機構看成由一些相互約(yuē)束的基點構成的係統,建立起數(shù)學模型,通過及誒額的(de)運(yùn)動分析,建(jiàn)立約束非線性方程組,需要引用數值(zhí)解法各有特點,。針對連杆機構(gòu)創新設計虛擬仿真的需要,選擇基本杆組,調用 相應(yīng)的杆組程序對整個機構進行分析,在分析機構運動時,通過 逐(zhú)次(cì)求解各基本杆組來完成。建立不同機(jī)械運動(dòng)分析的數學模型,隨後編製成通用子程(chéng)序,對速度及加速度等運動參數進行求解。快速求解出各點的運動參數。機構運動分析中構(gòu)件之間應該滿足裝配條(tiáo)件,否則將不能(néng)進行正常的運(yùn)動,為此建立構件庫,形成機構運動簡圖符號庫,由機(jī)構三維參數化實體模型庫組成,如連杆的厚度。構件之間的拚接通過機構運動簡圖中構件之間的拚接關係直接生成,顯示機械構(gòu)件的編輯窗口進行參(cān)數的編輯。取兩個構件上(shàng)需要拚接的運動副來進行(háng),把構(gòu)件(jiàn)節點與 提供的樹映射 TreeMap 類,對所涉及(jí)的(de)機構進行幹涉(shè)檢測。
二、連(lián)杆機構在機械工程實際工作中(zhōng)的具體應用:
    (一)ANSYS軟件對於機械工程結構的設計:
    合理的設計應該確保在各種環境下,使機械精確地保持形狀(zhuàng)和姿態。采用經驗類比設計與簡化計算相結合的方法,防(fáng)止出(chū)現機械加工的產品成本高的問(wèn)題,在當前客戶要求越來越多樣(yàng)化的情況下,采(cǎi)用功(gōng)能強大的ANSYS軟件進行設計分析已成為可能,對建立的實體模型自動進行有限元網格的劃分(fèn),提供了(le)有限元計算的優異分(fèn)析功能,可獲得良好的(de)計算(suàn)精度。建立設計模型。進行有限元機械劃分。建立邊界條件,計算節點載荷,組成整體剛陣,求解(jiě)有限元方(fāng)程。建立實體模型,並輸入需要(yào)產品材料特性,減少數量級的偏差。確定坐標係,可以完成計算中所有的前處理過程。
    (二)基於功(gōng)能(néng)分(fèn)析的創新(xīn)設計機構係統設計:
    分析執行構件的運動(dòng)形式
,機械的連續旋轉(zhuǎn)運動(dòng),往複擺動,往複移動和特殊功能運動,記錄每分鍾(zhōng)轉位次數,運動係 間歇轉動數每分鍾轉角大(dà)小,滿足機械運動規律的要求,適當設(shè)置調整環節。利用基本(běn)杆組法以機構(gòu)中不可再分的運動鏈作為機構的基本單元,按單元編製通用的運動分析子程序,在分析進行機構運動後,將機構劃(huá)分(fèn)成基本杆組後對每一基本(běn)杆組進行運動分析,對整個根據工藝受力大小(xiǎo),製造加(jiā)工難易進行比(bǐ)較,然後擇(zé)優而取。曲柄搖(yáo)杆(gǎn)機構的齒條齒輪機構及輸出運動能夠實現往複擺動,間歇往複(fù)擺動的組(zǔ)合機構可以(yǐ)實現間歇往複擺(bǎi)動(dòng),通過控製驅(qū)動液壓缸,實現間歇往複擺動。利用連杆曲線的平麵(miàn)連杆機構,從動(dòng)件凸(tū)輪機構,實現機械間歇往(wǎng)複移動。
    (三)在產品設計係統方麵的創新:
隨著計算機輔助概念(niàn)設計的研究,一些大型(xíng)的CAD商品化軟(ruǎn)件中,生成(chéng)高精度的曲麵(miàn)幾(jǐ)何模型,並直(zhí)接傳送(sòng)到(dào)機械設計和原型製造中,實現從符號描述到幾何表(biǎo)示的映射,並對產品的相似(sì)實例進行評價與(yǔ)修改,進而獲得(dé)產品概念設(shè)計的優化(huà)解。識(shí)別機(jī)構中的構(gòu)件是否等於機構的原動件的(de)數目,判定機構的運動確定性,構(gòu)件中要對局部自(zì)由度、虛約束適當處理以便(biàn)正(zhèng)確計算出機構的(de)自由度。
機械主動件(jiàn)做有(yǒu)規律運動(dòng),位置確定的運動時,每一個位置機構所有構件都是可行的。程序在計算位置並繪製機構運動(dòng)過程中,評估機構運動分(fèn)析中構件之間裝配條件,杆組則需滿足裝配條件建立規範化的產品設計語義描述,對已有產品設計信息的快速產品(pǐn)設計要(yào)求。設計可重(chóng)用技術及建模技術研究重用模式。闡述了(le)基元組合的連杆機(jī)構方案,建立平麵(miàn)連杆(gǎn)機構(gòu)圖譜庫,並機械機構運動軌跡(jì)曲線角度研(yán)究了平麵連杆機構檢索的方法,實現平麵連杆機構方案的研究,將機構構件進行抽象和概括,運用係統工程的方法對基元進(jìn)行了分類剖析,以便更好地歸納(nà)和總結。

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