一种少自由度共轴混联机构的力学分析

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1、硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目一种少自由度共轴混联机构的力学分析作者姓名蒙小刚学科专业力学指导教师常福清教授2015年5月-I-中图分类号：TB12学校代码：10216UDC：530密级：公开工学硕士学位论文一种少自由度共轴混联机构的力学分析硕士研究生：蒙小刚导师：常福清教授申请学位：工学硕士学科专业：力学所在单位：建筑工程与力学学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学IIADissertationinMechanicsMECHANICSANALYSISOFA

2、NEWREDUCEDDOFHYBRIDMECHANISMByMengXiaogangSupervisor:ProfessorChangFuqingYanshanUniversityMay,2015-III-燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《一种少自由度共轴混联机构的力学分析》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确

3、方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《一种少自由度共轴混联机构的力学分析》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的说士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后

4、适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日IV摘要摘要该少自由度共轴混联机构是针对目前卡莫夫系列三桨叶共轴直升机操纵机构提出的新型的简化等效机构，由于该机构中的输入机构以全新的3SPS+RRS+PS并联机构取代原来复杂的操纵杆从而更容易实现自动控制，而且也省略了复杂的过渡摇臂装置，所以可应用于小型的三桨叶共轴无人机中。本文主要针对该少自由度共轴混联机构进行运动学及力学分析，致力于为小型的三桨叶共轴无人机操纵机构的设计提供理论依据。

5、本文首先根据三桨叶共轴直升机旋翼操纵机构建立了串并联式少自由度混联机构的模型。依据这一共轴混联机构模型，使用螺旋理论等效自由度的方法分析了机构的自由度，对机构位置进行反解和正解分析，并用Pro-E机构仿真加以验证。运用运动影响系数理论求解了机构的速度和加速度的影响系数，并经过算例编程获得了机构的速度和加速度曲线。最后运用Pro-E、ABAQUS软件对机构进行了动力学仿真及有限元分析。首先针对该共轴混联机构所需的不同飞行模式下进行动力学仿真分析，获得了在不同位姿下的液压助力器长度变化曲线和受力曲线、及

6、各关键连接运动副及球铰轴承的受力变化曲线等动力学特征。最后依据仿真结果获得的机构的最大受力状态，对下操纵机构用ABAQUS进行多体分析，对机构的关键部位球铰轴承进行应力状况进行有限元分析，查看其受力情况。本文提供了一种少自由度共轴混联机构，通过对机构的力学分析说明了机构设计的合理性,可为小型三桨叶无人共轴直升机全差动操纵机构的研制提供参考依据。关键词：混联机构；三桨叶共轴直升机；无人机；位置分析；运动影响系数；Pro-E仿真；ABAQUS多体分析-V-燕山大学工学硕士学位论文AbstractTher

7、educedDOFcoaxialhybridmechanismisasimplifiedequivalentmechanismthatbasedonthecontrolmechanismofKamovthreebladescoaxialhelicopter,asthe3SPS+RRS+PSparallelmechanismreplacetheoriginalcomplexjoystick,itisnotonlyeasytorealizetheautomaticcontrol,butalsotoomi

8、tcomplexrockerdevice.Sothecoaxialhybridmechanismcanbeappliedtosmall-sizedthreebladescoaxialunmannedaerialvehicle(UAV).ThisarticlemainlystudythemechanicalanalysisforthereducedDOFocoaxialhybridmechanisminordertoprovideatheoreticalbasistot