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由于平面四杆机构很难完成比较复杂的运动,并且其传动角、杆长比及动力学等参数也欠佳。为了能够实现复杂的运动要求,提高机构的性能,实际应用中往往采用多杆机构来实现复杂的运动要求。目前应用最广的是平面六杆机构,因此本文以平面六杆机构为例研究机构的建模、仿真和结构优化方法,具体工作如下: 1、利用图谱法对六杆机构进行了类配,再根据再生运动链法对类配后的六杆机构全部运动链型式进行了型综合,得到了具有急回特性的六杆机构型式。 2、对所选出的两种具有较好急回特性的构型分别利用闭环矢量法与构件分离体法对其进行了运动学和动力学建模,并对其进行了求解,然后通过 ADAMS运动仿真与其进行比较,验证了仿真分析的可行性。 3、对六杆机构进行了优化分析,建立了以六杆机构刨头在工作进程时速度平稳性为目标函数的优化设计数学模型,并采用复合形法对其进行求解,并利用ADAMS软件对优化后的机构进行了仿真。通过参数化建模,分析各杆长度变化对机构运动性能的影响,并以刨头工作行程达到最大为目标函数,实现了机构的优化设计。 4、利用封闭矢量环方程建立六杆机构的等效动力学模型,对其运动学和动力学特性进行分析。再运用Matlab软件对六杆机构进行运动学和动力学仿真,通过仿真揭示了牛头刨床六杆机构在稳定运转阶段的真实运动规律。最后研究了飞轮对机构周期性速度波动的影响规律,从而完善了使用飞轮提高机构运动平稳性的方法。 研究表明,通过六杆机构型综合的分析,为机构选型及结构分析提供了参考,对两种六杆机构的运动学及动力学仿真分析,实现了机构设计的形象化和量化的完美统一。再利用复合形法对六杆机构进行优化,刨头加速度的峰值减小了39.17%;空行程时间缩短了41.67%,提高了刨削效率和质量。对比安装飞轮前后的仿真结果表明飞轮对机构的周期性速度波动具有明显的调节作用,等效构件角速度和角加速度峰值分别减小了11.3%和99.57%,从而提高运动的平稳性。