基于變桿長的曲柄滑塊機構(gòu)可靠性研究.pdf

1、曲柄滑塊機構(gòu)具有承載能力大，利于潤滑，磨損輕，壽命長，易于加工，成本低等優(yōu)點，故在機械行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。由于生產(chǎn)制造、裝配等原始誤差及轉(zhuǎn)動副間隙的存在，這些不可避免的誤差因素將嚴重影響滑塊的運動可靠性。本文以偏置曲柄滑塊機構(gòu)為例，研究桿長變化對滑塊位移可靠性的影響，通過改變構(gòu)件尺寸來提高滑塊位移可靠性。因此這對機構(gòu)運動可靠性的研究具有一定的理論與實際意義。
　　首先，本文從機構(gòu)運動學角度出發(fā)，建立了包含桿長尺寸誤差的偏置曲柄滑塊

2、機構(gòu)滑塊位移可靠性的計算模型，研究了桿長變化對滑塊位移可靠性的影響。編寫相應(yīng)的MATLAB仿真程序，通過實例分析得出了在考慮桿長尺寸誤差時，曲柄長、連桿長、偏距改變對滑塊位移可靠性的影響不同這一結(jié)論。
　　其次，建立了綜合考慮桿長尺寸誤差和轉(zhuǎn)動副間隙因素下偏置曲柄滑塊機構(gòu)滑塊位移可靠性的計算模型。并分別對轉(zhuǎn)動副兩種接觸模型(即連續(xù)接觸模型與非連續(xù)接觸模型）下的變桿長對滑塊位移可靠性的影響進行了對比分析?；贛ATLAB軟件的仿真得

3、出滑塊位移可靠性隨著曲柄長度減小、連桿長度增加、偏距減小而提高。在轉(zhuǎn)動副間隙為連續(xù)接觸模型時，桿長變化對可靠性的提高比非連續(xù)接觸模型時更顯著。
　　之后，利用窮舉法對含有行程不變約束條件的曲柄滑塊機構(gòu)進行滑塊位移可靠性提高的桿長變化組合優(yōu)化。求得同時變曲柄長、連桿長和同時變曲柄長、連桿長、偏距，這兩種桿長變化組合優(yōu)化下的可行解和最優(yōu)解。并根據(jù)所得的最優(yōu)解，分析了兩種桿長變化組合優(yōu)化后的滑塊位移可靠性與優(yōu)化前滑塊位移可靠性的對比情況

4、，結(jié)果發(fā)現(xiàn)滑塊位移可靠性提高較明顯。并且發(fā)現(xiàn)三個桿長變化組合優(yōu)化時滑塊位移可靠性的提高比兩個桿長變化組合優(yōu)化時更顯著。
　　最后，基于單一桿長變化對滑塊位移可靠性影響規(guī)律，采用遺傳算法對含有行程不變約束條件的曲柄滑塊機構(gòu)進行滑塊位移可靠性提高的桿長變化組合優(yōu)化。算法中用通過檢查解的可行性決定解的棄留方式處理約束條件，之后分別利用二進制編碼與十進制編碼這兩種編碼方式對桿長進行遺傳算法優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果與窮舉法所求結(jié)果接近，證明了遺傳算法