平面弹性五杆机构动平衡仿真分析及实验研究.pdf

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1、学校代码：10255学号：2140688东华大学平面弹性五杆机构动平衡仿真分析及实验研究SIMULATIONANDEXPERIMENTALSTUDYONTHEDYNAMICBALANCINGOFELASTICPLANARFIVE-BARLINKAGES作者姓名：江长云专业名称：机械工程指导老师：孙志宏答辩日期：2017年1月13日东华大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注杨俭教授答辩委员会主席上海工程技术大学王生泽教授答辩委员会委员东华大学于海燕副教授答辩委员会委员东华大学陆金生副教授答辩委员会委员东华大学太平洋机电集团严纪琴高级工程师答辩委员会委员（有限）公司白涛

2、副教授答辩委员会秘书东华大学东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编

3、入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密■。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日平面弹性五杆机构动平衡仿真分析及实验研究摘要对于弹性机构，机构的惯性力使机构产生震动力和震动力矩，而震动力和震动力矩又导致构件的振动、变形，构件变形必定会改变惯性力，从而增加震动力和震动力矩。因此，对弹性机构进行动平衡研究时，有必要同时考虑机构的震动和构件的弹性振动这两个动力学指标。本文采用部分冗余伺服电机（PRSM）法，对平面弹性五杆机构的动力平衡进行了仿真分析和实验研究。本文的前一部分，首先建立

4、平面弹性五杆机构的有限元模型，并对其进行动力学仿真分析，仿真结果表明，随着曲柄转速的不断增加，机构的震动和构件的弹性振动均不断加剧。然后，将机构的震动、构件的弹性振动、以及二者的综合分别作为优化目标，利用PRSM法对机构模型进行动平衡优化，研究比较三种优化效果。本文的后半部分，基于力矩守恒原理，提出了一种震动力矩测量方法。根据该方法，设计、搭建实验平台，并测量两种运动构型下机构的震动力矩。将实验数据与仿真得到的数据进行对比分析，验证该方法的可行性及正确性。最后，利用该实验平台做实验来验证PRSM法的动平衡优化效果。关键词：五杆机构；弹性；动平衡；实验；部分冗余伺服电机法ISIMULAT

5、IONANDEXPERIMENTALSTUDYONTHEDYNAMICBALANCINGOFELASTICPLANARFIVE-BARLINKAGESABSTRACTTheinertiaforceofelasticlinkagescausesshakingforceandshakingmoment,whichinreturncausethevibrationanddeformationofelasticlinks.Deformationisboundtochangetheinertiaforce,thusincreasingtheshakingforceandshakingmoment

6、.Therefore,whenstudythebalancingoflinkagemechanisms,itisnecessarytoconcernthetwodynamicindexes,namelyshakingofthemechanismandvibrationofthelinksimultaneously.Thepaperhasdonethesimulationandexperimentalstudyonthedynamicbalancingofelasticplanarfive-barlinkagebyusingthePartialRedundantServoMotor(PR

7、SM)approach.Inthefirsthalfpart,firstly,afiniteelementmodeloffive-barlinkageisestablishedandthedynamicsimulationanalysisisdone.Thesimulationresultsshowthattheshakingofthewholemechanismandthevibrationoftheelasticlinksarecontin