• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    異形盾構(gòu)變異五桿切削機(jī)構(gòu)運動學(xué)分析

    2015-12-04 01:33:36聶建軍中原工學(xué)院機(jī)電學(xué)院河南鄭州450001
    關(guān)鍵詞:將式復(fù)數(shù)運動學(xué)

    聶建軍 (中原工學(xué)院機(jī)電學(xué)院,河南 鄭州450001)

    吳笑偉 (河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車學(xué)院,河南 鄭州450005)

    變異五桿切削機(jī)構(gòu)的合成運動軌跡豐富,能夠?qū)崿F(xiàn)各種異形斷面的切削以滿足實際隧道的需要,因而可以作為異形盾構(gòu)切削的高精度、高轉(zhuǎn)速、高負(fù)載且柔性較大的多自由度閉環(huán)混合驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)[1~5]的運動機(jī)構(gòu)。由于該機(jī)構(gòu)屬于阿蘇爾運動鏈或阿蘇爾組(阿式分類Assur group)的二級機(jī)構(gòu)[6,7],能夠采用解析法得到機(jī)構(gòu)中已知的尺寸參數(shù)、運動變量與未知的運動變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式[8,9],把機(jī)構(gòu)分析與機(jī)構(gòu)綜合相聯(lián)系,以便對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行更深入的研究。下面,筆者應(yīng)用桿組理論對混合驅(qū)動變異五桿切削機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動學(xué)分析,建立其運動學(xué)模型,以獲得該機(jī)構(gòu)的輸出運動與輸入運動的位置、速度及加速度之間的關(guān)系,為進(jìn)行切削機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析奠定基礎(chǔ)。

    1 復(fù)數(shù)矢量法

    復(fù)數(shù)矢量法是公認(rèn)的用于復(fù)雜多桿平面連桿機(jī)構(gòu)運動分析的最好方法,以機(jī)構(gòu)各桿件作為向量[10],把在復(fù)平面上的連接過程用復(fù)數(shù)形式加以表達(dá),對包括結(jié)構(gòu)參數(shù)和時間參數(shù)的解析式對時間求導(dǎo)后,即可得到機(jī)構(gòu)的運動性能。

    1.1 矢量的復(fù)數(shù)表示

    平面內(nèi)的點與矢量一一對應(yīng),而平面內(nèi)的點與復(fù)數(shù)也是一一對應(yīng)的,故可以建立復(fù)數(shù)與平面矢量之間的一一對應(yīng)關(guān)系。

    設(shè)單位矢量以復(fù)數(shù)表示為:

    圖1中所示的矢量可表示為:

    圖1 復(fù)數(shù)矢量及其導(dǎo)數(shù)

    式中,r為矢量的模;θ為的幅角(逆時針為正);為矢量在實軸(x軸)上的投影;為在虛軸(y軸)上的投影。

    1.2 復(fù)數(shù)矢量的導(dǎo)數(shù)

    M點的速度vM和加速度aM分別為式(2)對時間的一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù):

    式(3)的運動學(xué)意義表明,M點的速度vM由2部分組成:第1項表示徑向速度,第2項表示切向速度。式(4)的運動學(xué)意義表明,M點的aM由4部分組成:第1項和第2項表示徑向加速度,第3項和第4項表示切向加速度。如果M為滑塊上的點,且該滑塊沿轉(zhuǎn)動導(dǎo)軌OM移動,則第1項表示M相對導(dǎo)桿OM的相對加速度,第2項表示牽連向心加速度,第3項表示哥氏加速度,第4項表示牽連切向加速度。

    2 變異五桿切削機(jī)構(gòu)運動學(xué)分析

    采用復(fù)數(shù)矢量法進(jìn)行機(jī)構(gòu)運動分析,需要首先在給定的機(jī)構(gòu)示意圖中畫封閉矢量回路圖,然后按封閉矢量以復(fù)數(shù)形式得到機(jī)構(gòu)位置矢量方程,并依次將位置方程對時間求一階、二階導(dǎo)數(shù)即可得到速度和加速度矢量方程,即先進(jìn)行位置分析,再進(jìn)行速度分析和加速度分析,可以最大限度地減少未知變量個數(shù),且方程形式簡單,易于求解。

    圖2所示為變異五桿切削機(jī)構(gòu)示意圖,取鉸鏈A為坐標(biāo)系原點,建立直角坐標(biāo)系xAy。桿l1由常速電機(jī)驅(qū)動,桿l4由可控電機(jī)驅(qū)動,P點為輸出點,則其軌跡方程為:

    2.1 變異五桿切削機(jī)構(gòu)的位置方程分析

    各構(gòu)件的尺寸參數(shù)l1、l2、l3、l4、l5、l6和2原動件l1、l4的運動學(xué)參數(shù),即相位角θ1和θ4、角速度和、角加速度和為已知條件。

    1)以 Ⅱ 級桿組ABC分析B、C點及θ1、θ2。B點的位置方程為:

    圖2 混合驅(qū)動變異五桿切削機(jī)構(gòu)

    ABC回路的復(fù)數(shù)矢量方程為:

    將式(7)沿坐標(biāo)軸x、y方向分解,則得到C點的位置方程:

    亦即:

    由圖2得:

    2)以Ⅱ級桿組ABP分析P點及θP。ABP回路的復(fù)數(shù)矢量方程為:

    將式(12)沿坐標(biāo)軸方向分解為標(biāo)量形式,則得P點的位置方程:

    亦即:

    由圖2得:

    式中,θP=arctan2(xP,yP)表示雙輻角反正切函數(shù);sgn(yP)表示符號函數(shù):

    3)以Ⅱ級桿組CDE分析D點及θ3、θ4。D點的位置方程為:

    由圖2得:

    將式(20)代入式(17)得D點位置為:

    2.2 變異五桿切削機(jī)構(gòu)的速度方程分析

    1)以Ⅱ級桿組ABC分析B、C點的速度。將式(6)和式(8)分別對時間求一階導(dǎo)數(shù)得B點和C點的速度方程分別為:

    2)以 Ⅱ 級桿組ABP分析P點的速度及。將式(13)對時間求一階導(dǎo)數(shù)得P點的速度方程為:

    將式(12)對時間求一階導(dǎo)數(shù)得:

    根據(jù)式(1),分離式(25)的實部和虛部并整理得:

    用克萊姆法則解方程組(26)得:

    3)以Ⅱ級桿組CDE分析D點速度及。將式(17)對時間求一階導(dǎo)數(shù)得D點的速度方程為:

    CDE回路的復(fù)數(shù)矢量方程為:

    將式(30)對時間求一階導(dǎo)數(shù)得:

    根據(jù)式(1),分離式(31)實部和虛部并整理得:

    列出ACE回路的復(fù)數(shù)矢量方程:

    將式(33)沿x、y方向分解為標(biāo)量形式得:

    將式(34)對時間求一階導(dǎo)數(shù)得:

    由式(35)和式(32)得:

    用克萊姆法則解方程組(36)得:

    2.3 變異五桿切削機(jī)構(gòu)的加速度方程分析

    1)以Ⅱ級桿組ABC分析B、C點的加速度。將式(6)對時間求二階導(dǎo)數(shù)得B點的加速度方程為:

    將式(8)對時間求二階導(dǎo)數(shù)得C點的加速度方程為:

    2)以Ⅱ級桿組ABP分析P點加速度及¨θP、¨θ2。將式(13)對時間求二階導(dǎo)數(shù)得P點的加速度方程為:

    將式(12)對時間求二階導(dǎo)數(shù)并整理得:

    由式(1),分離式(42)的實部和虛部得:

    式中:

    用克萊姆法則解方程組(43)得:

    3)以Ⅱ級桿組CDE分析D點加速度及。將式(17)對時間求二階導(dǎo)數(shù)得D點加速度方程為:

    將式(30)對時間求二階微分并整理得:

    由式(1),分離式(47)的實部和虛部得:

    式中:

    用克萊姆法則解方程組(48)得:

    3 結(jié)語

    利用復(fù)數(shù)矢量法對異形盾構(gòu)變異五桿切削機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運動學(xué)分析,推導(dǎo)了變異五桿切削機(jī)構(gòu)的位置方程、速度方程和加速度方程,得到了輸出運動與輸入運動的位置、速度以及加速度之間的關(guān)系。在后續(xù)的研究中,將根據(jù)不同異形斷面切削的實際需要進(jìn)一步分析可控電機(jī)的運動規(guī)律,并在此研究基礎(chǔ)上進(jìn)行該機(jī)構(gòu)的運動學(xué)仿真模擬,為該機(jī)構(gòu)的實際運用提供技術(shù)支持。

    [1]吳笑偉,杜明俠 .異性盾構(gòu)混合驅(qū)動變異五桿切削機(jī)構(gòu)的可動條件 [J].礦山機(jī)械,2014,42(1):122~126.

    [2]吳笑偉 .橢圓斷面盾構(gòu)變異五桿切削機(jī)構(gòu)理論研究 [J].地下空間與工程學(xué)報,2013,9(1):31~36.

    [3]Xi Y,Wu X W,Le Y F.Cutting Variable-ellipse-trajectory Orderliness Influenced by the Special Five-bar Cutting Mechanism’s Initiali-zation Station of the Flexible Section Shield [A].Proceedings of ICMEM2007 [C].USA:Science Press,2007:1560~1564.

    [4]Wu X W,Leng C G.The inverse kinematics analysis and simulation of the special five bar cutting mechanism for the ellipse section shield [J].Advanced Materials Research,2012,562:568~572.

    [5]Wu Xiaowei.Analysis and Control of the Hybrid Driven Special Five Bar Ellipse Trajectory Generating Mechanism of the Flexible Section Shield [M].Science Press,2011:662~667.

    [6]李樹軍,戴建生 .基于Assur桿組元素的平面機(jī)構(gòu)的拓?fù)涿枋?[J].機(jī)械工程學(xué)報,2011,49(17):8~13.

    [7]孫亮波 .基于桿組法的機(jī)構(gòu)綜合與運動學(xué)分析系統(tǒng)研究 [D].武漢:武漢科技大學(xué),2012.

    [8]左一凡 .基于桿組理論的自卸車舉升機(jī)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計 [D].太原:太原科技大學(xué),2008.

    [9]梁磊,韓玉強(qiáng) .基于Matlab平面多桿機(jī)構(gòu)的運動分析 [J].機(jī)械傳動,2012,36(6):55~57,64.

    [10]彭于華 .六連桿壓力機(jī)的分析與混合驅(qū)動機(jī)構(gòu)運動學(xué)分析 [D].南京:南京航空航天大學(xué),2010.

    猜你喜歡
    將式復(fù)數(shù)運動學(xué)
    AKNS方程的三線性型及周期孤立波解
    評析復(fù)數(shù)創(chuàng)新題
    求解復(fù)數(shù)模及最值的多種方法
    數(shù)系的擴(kuò)充和復(fù)數(shù)的引入
    因子von Neumann代數(shù)上非線性*-Lie導(dǎo)子的刻畫
    基于MATLAB的6R機(jī)器人逆運動學(xué)求解分析
    復(fù)數(shù)
    單自由度系統(tǒng)
    基于D-H法的5-DOF串并聯(lián)機(jī)床運動學(xué)分析
    基于運動學(xué)原理的LBI解模糊算法
    衡水市| 阳山县| 定西市| 安远县| 中阳县| 红桥区| 濮阳市| 林芝县| 象山县| 呈贡县| 肃宁县| 宾阳县| 景德镇市| 金平| 勐海县| 房产| 瓦房店市| 胶南市| 礼泉县| 西宁市| 鄂伦春自治旗| 聂拉木县| 黄骅市| 武清区| 盈江县| 思南县| 双峰县| 都江堰市| 康马县| 洪泽县| 霸州市| 新巴尔虎左旗| 兴和县| 潢川县| 怀集县| 霍山县| 河曲县| 紫金县| 同仁县| 星子县| 绥滨县|