機械專業(yè)外文文獻翻譯-外文翻譯--運動的分析與綜合
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外 文 翻 譯 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 班 級 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 1 運動的分析與綜合 摘 要 : 最簡單最有用的機構(gòu)之一是四桿機構(gòu)， 四桿機構(gòu)具有一個自由度，相同的四桿機構(gòu)，可有不同的形式，機構(gòu)各構(gòu)件的加速度影響慣性力，繼而影響機器零件的應(yīng)力、軸 承載荷、振動和噪音。運動學(xué)家把運動定義為“研究機構(gòu)的運動和創(chuàng)建機構(gòu)的方法”，已知一個機構(gòu)，其構(gòu)成的運動特性將由運動學(xué)分析來確定。對于運動綜合，慣例上有三個任務(wù)：函數(shù)生成，軌跡生成和運動生成。 關(guān)鍵詞 :機構(gòu)運動特征；運動分析；運動綜合 最簡單最有用的機構(gòu)之一是四桿機構(gòu)，以下論述中的大部分內(nèi)容集中在討論連桿機構(gòu)上，而該程序也適用于更復(fù)雜的連桿機構(gòu)。 我們已經(jīng)知道四桿機構(gòu)具有一個自由度。 關(guān)于四桿機構(gòu)，有沒有要知道的更多的有用內(nèi)容呢？的確是有的！這些包括格拉肖夫準(zhǔn)則，變換的概念，死點的位置（分歧點），分支機構(gòu)，傳 動角，和他們的運動特征，包括位置、速度和加速度。 四桿機構(gòu)可具有一種稱作曲柄搖桿機構(gòu)的形式，一種雙搖桿機構(gòu)，一種雙曲柄（拉桿）機構(gòu)，致力于稱作哪一種形式的機構(gòu)，取決于跟機架（固定構(gòu)件）相連接的兩桿的運動范圍。曲柄搖桿機構(gòu)的輸入構(gòu)件，曲柄可旋轉(zhuǎn) 360度并連續(xù)轉(zhuǎn)動，而輸出構(gòu)件僅僅作搖動（即搖擺的桿件）。作為一個特例，在平行四桿機構(gòu)中，輸入桿的長度等于輸出桿的長度，連接桿的長度和固定桿（機架）的長度，也是相等的。其輸入和輸出都可以作整周轉(zhuǎn)動或者轉(zhuǎn)換成稱作反平行四邊形機構(gòu)的交叉機構(gòu)。格拉肖夫準(zhǔn)則（定理）表明：如果四 桿機構(gòu)中，任意兩桿之間能作連續(xù)相對轉(zhuǎn)動，那么，其最長桿長度與最短桿長度之和就小于或等于其余兩桿長度之和。 應(yīng)該注意：相同的四桿機構(gòu)，可有不同的形式，這取決于哪一根桿被規(guī)定為機架（即作固定桿）。運動變換的過程就是固定機構(gòu)傳動鏈中的不同的桿件以產(chǎn)生不同的機構(gòu)運動過程。除了具備關(guān)于構(gòu)件回轉(zhuǎn)范圍的知識之外，還要具備如何使機構(gòu)在制造前就能“運轉(zhuǎn)”的良好效果，那將是很有用的。哈登伯格（ 到：“運轉(zhuǎn)”是一個術(shù)語，其意義是傳給輸出構(gòu)件的運動的有效性。他意味著運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，其中能在輸出構(gòu)件中產(chǎn)生一個力或扭矩 的最大分力是有效的。雖然最終的輸出力或扭矩不僅是連桿幾何圖形的函數(shù)，而且一般也是動力或慣性力的結(jié)果，那常常是大到如靜態(tài)勒的幾倍。為了分析低速運轉(zhuǎn)或為了易于獲得如何能使任一機構(gòu)“運轉(zhuǎn)”的指數(shù)，傳動角的概念是非常有用的。在機構(gòu)運動期間，傳動角的值在改變。傳動角 0度可發(fā)生在特殊位置上。在此特殊位置上輸出桿將不運動而與施加到輸入桿上的傳動角多大無 2 關(guān)。事實上，由于運動副摩擦的影響，一般根據(jù)實際經(jīng)驗，用比規(guī)定值大的傳動角去設(shè)計機構(gòu)。衡量連桿機構(gòu)傳遞運動能力的矩陣基礎(chǔ)的定義已經(jīng)研究出來。一個決定性因素的值（它含有對于某個 給定機構(gòu)圖形，位置的輸出運動變量對輸入變量的導(dǎo)數(shù)）是該連桿機構(gòu)在具體位置中的可動性的一個尺度。 如果機構(gòu)具有一個自由度（例如四桿機構(gòu)），則規(guī)定的一個位置參數(shù)，如輸入角，就將完全確定該機構(gòu)休止的位置（忽視分支機構(gòu)的可能性）。我們可研究一個關(guān)于四桿機構(gòu)構(gòu)件絕對價位置的分析表達式。當(dāng)分析若干位置和（或）若干不同機構(gòu)的時候，這將是比幾何圖形分析程序要有用的多，因為該表達式將使自動化計算易于編程。實現(xiàn)機構(gòu)速度分析的相對速度法即速度多邊形是幾種有效的方法之一。這端（頂）點代表著機構(gòu)上所有的點，具有零速度。從該點到速度多 邊形上的各點劃的線代表著該機構(gòu)上相應(yīng)各點的絕對速度。一根線連接速度多邊形上的任意兩點就代表著作為該機構(gòu)上的兩個對應(yīng)點的相對速度。 另外的方法就是瞬時中心發(fā)，即瞬心發(fā)，該方法是非常有用的而且常常是在復(fù)雜連桿機構(gòu)分析時較快的方法。瞬心是一個點，該點在那一瞬間，機構(gòu)上的兩個構(gòu)件之間不存在相對運動。為了找出已知機構(gòu)某些瞬心的位置，肯尼迪（ 中心理論就非常有用。它是說：彼此相對運動的三個物體的三個瞬心必定是在一直線上。 機構(gòu)各構(gòu)件的加速度是令人感興趣的，因為它影響慣性力，繼而影響機器零件的應(yīng)力、軸承載 荷、振動和噪音。由于最終的目的是機器和機構(gòu)慣性力的分析，所有加速度的各分量都應(yīng)一次性地畫在同一坐標(biāo)系中 —— 機構(gòu)的固定構(gòu)件的慣性坐標(biāo)系中表示出來。 應(yīng)注意的是，相對于固定回轉(zhuǎn)副的回轉(zhuǎn)剛體上的一點加速度分量通常有兩個。一個分力方向切于該點的軌跡，其指向與該物體的角加速度方向相同，并被稱為切向加速度。它的存在完全是由于角加速度的變化率引起的。另一個分量，總指向物體的回轉(zhuǎn)中心，被稱為標(biāo)準(zhǔn)的向心加速度，這個分量有于速度矢量的方向發(fā)生改變而存在。 機構(gòu)是形成許多機械裝置的基本幾何結(jié)構(gòu)單元，這些機械裝置包括自動包裝機、打 印機、機械玩具、紡織機械和其他機械等。典型的機構(gòu)要設(shè)計成使剛性構(gòu)件相對基準(zhǔn)構(gòu)件產(chǎn)生所希望的運動。機構(gòu)的運動設(shè)計即運動的綜合，第一步常常是先設(shè)計整部機器。當(dāng)考慮受力時，要提出動力學(xué)方面的問題，軸承的載荷、應(yīng)力、潤滑等類似的問題，而較大的問題是機器結(jié)構(gòu)問題。 運動學(xué)家把運動定義為“研究機構(gòu)的運動和創(chuàng)建機構(gòu)的方法”。這個定義的第一 3 部分就涉及運動學(xué)分析。已知一個機構(gòu)，其構(gòu)成的運動特性將由運動學(xué)分析來確定。敘述運動分析的任務(wù)包含機構(gòu)的主要尺寸、構(gòu)件間的相互連接和輸入運動的技術(shù)特性或驅(qū)動方法。目的是要找出位移、速度、加 速度、沖擊或跳動（二階加速度），和可能發(fā)生的各構(gòu)件的高階加速度以及所描述軌跡和由某些構(gòu)件來實現(xiàn)的運動。定義的第二部分可用以下兩方面來解釋： 1. 研究借助機構(gòu)來產(chǎn)生給定運動的方法。 2. 研究建造能產(chǎn)生給定運動機構(gòu)的方法，在兩個方案中，運動是給定的而機構(gòu)是創(chuàng)建的。這就是運動綜合的本質(zhì)。這樣運動綜合涉及到為給定性能的機構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計。運動綜合方面又可歸結(jié)為以下兩類： 1. 類型綜合。規(guī)定所要求的性能，怎樣一種類型的機構(gòu)才是合適的？（齒輪系，連桿機構(gòu)？還是凸輪機構(gòu)？）而機構(gòu)應(yīng)有多少構(gòu)件？需要多少自由度？怎樣的輪廓 結(jié)構(gòu)才是所希望的？等等。關(guān)于連桿數(shù)目和自由度的考慮通常被認(rèn)為是類型中被稱為數(shù)量綜合的一個分支領(lǐng)域。 2. 尺寸綜合。運動綜合的第二個主要類型是通過目標(biāo)法來確定的最佳方法。尺寸綜合試圖確定機構(gòu)的重要尺寸和啟動位置，該機構(gòu)是為著實現(xiàn)規(guī)定的任務(wù)和預(yù)期的性能而事先設(shè)置的。 所謂重要的尺寸意思是指關(guān)于兩桿、三桿等的長度或桿間距離，構(gòu)件數(shù)和軸間的角度，凸輪的輪廓尺寸，凸輪隨動件的直徑，偏心距，齒輪配額等等。預(yù)想機構(gòu)類型可能是曲柄滑塊機構(gòu)、四桿機構(gòu)，帶盤型從動件凸輪機構(gòu)，或者是以拓?fù)鋵W(xué)方法而非因次分析法所確定的具有某種結(jié) 構(gòu)形狀更為復(fù)雜的連桿機構(gòu)。對于運動綜合，慣例上有三個任務(wù)：函數(shù)生成，軌跡生成和運動生成。 在函數(shù)生成機構(gòu)中輸入和輸出構(gòu)件的轉(zhuǎn)動或移動必須是相互關(guān)聯(lián)的。對于一個任意函數(shù) y=f(x)，一個運動綜合的任務(wù)可能是設(shè)計一個連桿機構(gòu)使輸入和輸出建立起關(guān)系以便使得在 x0下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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