具有二阶密切直线导路机构最优运动设计.pdf

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1、第7期组合机床与自动化加工技术N0．72013年7月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJu1．2013文章编号：1001—2265(2013)07—0082—04具有二阶密切直线导路机构最优运动设计钱卫香(西安科技大学机械工程学院，西安710054)摘要：基于Euler—Savary理论可生成无穷多直线导路机构，为快速准确地寻找满足尺寸、类型、直线度等各项运动学条件的实用机构，提出利用拐点求解具有至少二阶密切直线的全部机构解。当给定机架和欲逼近

2、直线上的点及方向角，机构随连架杆方位角和拐圆圆心位置不同而变化。计算包括直线性在内的设计者感兴趣的机构属性并实现属性信息的可视化，考虑约束条件构建可行机构解域，引导设计者在可行解域内寻找最优机构，避免错选、漏选。通过设计示例验证了设计方法的正确性和实用性。关键词：直线导路机构；机构综合；Euler—Savary方程中图分类号：TH112．1文献标识码：AOptimalKinematicDesignofGuidanceMechanismwithSecond-orderOsculatingStraightLine

3、QIANWei—xiang(SchoolofMechanicalEngineering，XihnUniversityofScienceandTechnology，Xihn710054，China)Abstract．AninfinitenumberofstraightlineguidancemechanismscanbeproducedbaseonEuler—Savarytheory．Tofindrapidlyandexactlyfeasiblemechanismswhichmeetallkinematicco

4、nditionsincludinglinkdimension，typeandstraightnessconstraints，allofmechanismsolutionswithatleastsecond—orderoscula—tingstraightlineweresolvedwiththehelpofinflexionpointForgivenflamepoints，apointonthepre—scribedstraightlineanditsdirectionangle，mechanismsvary

5、withtheangleofonesidelinkandthecenterofinflexioncircle．Mechanismpropertiesofinterestincludingstraightness，werecomputedandthegraphicalvi—sualizationofpropertyinformationwasimplemented．FeasiblesolutionregionadhenngtodesignconstraintsCanbedisplayedtoguidedesig

6、nerstofindtheoptimalmechanismandavoidthewrongormissedselection．Todemonstratethecorrectnessandpracticabilityoftheapproach，anexamplehasbeengiven．Keywords：straightlineguidancemechanism；mechanismsynthesis；Euler—SavaryequationC沿定瞬心线C，作纯滚动，动平面内任意动点A运0引言动轨迹的曲率中心为A

7、，由Euler—Savary方程有：拐点圆上的任意点，包括鲍尔点均具有瞬时直移性质，其中鲍尔点的轨迹对直线的逼近程度比其(1一)sin一一(1)它拐点要高，故直线导路机构普遍利用鲍尔点进行式中是动点A处的极射线PA与极切线间的夹设计，相关文献探讨较多¨，但对于工程实用机构，角；是动平面相对于定平面的瞬时角速度；为极除了要考虑直线度外还要兼顾机构类型、尺寸、传动点P的线速度。令D=一／w，则式(1)写为：性能等其它条件，且鲍尔点必位于拐点圆上，是瞬时11j．A一=D(2)PAsind曲率不变的一个特殊拐点，因此

8、只要所选拐点的近似直线长度和直线偏差在许可范围内即可作为连杆当曲率中心A趋向无穷远时，则有：平面上的工作点，这样能为设计者提供更多的机构PA=Dsina(3)可选方案。本文在传统Euler—Savary理论基础上，提式(3)为圆方程，表明作直线运动的所有动点都在以出利用拐点综合导路机构的工程实用方法，得到具D为直径的圆(称为拐圆)上。有二阶以上密切直线的机构全解。由Euler—Savary方程的几何