过约束空间rccr机构受力分析

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1、学校代码10459学号或申请号201212202337密级硕士学位论文过约束空间RCCR机构受力分析作者姓名：欧阳凯导师姓名：庄森教授学科门类：工学专业名称：机械制造及其自动化培养院系：机械工程学院完成时间：2015年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterTheMechanicalAnalysisofOver-constrainedSpatialRCCRMechanismByKaiOuyangSupervisor:Prof.SenZhuangMechanicalManufactureandAutomat

2、ionSchoolofMechanicalEngineeringMay2015学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研宄作出重要贡献的个人和集体，均艮在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：碎两,曰期：年6月7曰学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被

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4、设令VuAs曰年月曰摘要摘要空间RCCR机构是一个研究多年的课题。该机构不仅结构简单，构件数目少，低副连接，便于制造装配，而且其多对传力杆相互等效平行，这为该机构提供广泛应用的潜在可能性，这也是我们课题组多年来致力于研究该机构系列的受力情况的原因所在。从最开始虞启辉对单对传力杆空间RCCR机构的运

5、动和力进行了理论分析和仿真验证。我们知道了该机构传力杆运动为平动，传力杆的交接点（也就是示力副处）的运动轨迹是一个椭圆，该机构输入输出轴夹角可在0-180度内随意选择等一系列运动学规律，但其受力情况却不是很理想，在奇异点处存在无穷大约束力。接下来，牛清河针对这一缺陷，对等偏距三对传力杆空间RCCR机构进行了力学分析。虽然不存在运动奇异点和受力无穷大的问题，但在示力副约束力的理论求解过程考虑了杆长变形的影响，其求解曲线含有过多的弹性成分。针对多对传力杆空间RCCR机构存在的过约束问题，本文主要是利用在示力副处进行柔性化处理来补充变形协调方程来进行对示力副处的约束反力进行理论求解，并通

6、过SolidWorks中的Motion插件对其进行仿真验证。并在此理论求解思路的基础上，分别在等偏距三对传力杆，不等偏距三对传力杆，多对杆（n对）的情况下分别对静约束反力，动约束反力进行讨论求解。最后以不等偏距三对传力杆空间RCCR机构为研究对象，考虑进去运动副处动摩擦（本文暂不考虑运动副处润滑条件下粘性摩擦的影响）的影响求解其示力副处的约束反力。仅在示力副处引入柔性假设，这种变形协调的求解思路更利于把握该机构的本质特性，相对于牛清河师兄的考虑杆长变形得到的理论求解结果，该方法得到的示力副处约束反力理论求解曲线和SolidWorks仿真求解的曲线基本一致，没有那么多的弹性成分。不等

7、偏距多对杆空间RCCR机构示力副静约束力与偏距相关，示力副处的静约束力幅值最大出现在偏距次最大的传力杆上。而在讨论示力副处动约束反力时，在等偏距的情况下传力杆的惯性力对示力副Z向约束力没有影响。在不等偏距的情况下，传力杆的质量，传力杆间夹角，偏距以及转速都会对示力副Z向约束力产生影响,最主要的是转速对其的影响。I摘要本文在理论上对多对传力杆空间RCCR机构示力副约束反力求解（其它运动副的约束反力可根据力平衡方程相应求出），基本已经涵盖过约束多对传力杆空间RCCR机构的各种情况，并通过SolidWorks的Motion插件对其进行了相关的仿真验证，是对空间RCCR机构的力学分析的一个

8、阶段性总结，为以后空间RCCR机构的设计和应用提供了理论支撑。关键词：RCCR机构示力副理论求解仿真柔性化处理IIAbstractAbstractTheSpacecrossedRCCRmechanismisatopicformanyyears.Themechanismisasimplestructure,lesscomponents,lowpairsconnection,easetomanufactureandassemble,inaddition,itseveryd