四杆机构的优化设计.doc

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1、目录摘要：在播种机的众多工作部件中，排种器是播种机的核心部件，直接影响着播种作业质量（粒距合格指数、重播指数和漏播指数等指标）的好坏。而无极变速器又是排种器的重要部件，因此研究无极变速器的特性显得尤为重要。研究无极变速器的方法有许多种，其中计算机仿真是一种比较好的方法。通过仿真能模拟无极变速器的运动，可以在不实验的条件下直观方便的观测机构运动情况，大大简化实验的繁琐内容。论文以主动轴和从动轴之间的运动关系建立仿真模型，并画出输出轴的运动速度图，加速度图。试验无级变速器在高，中，低转速和曲柄不同长度下的机构运动情况，以了解该机器在

2、高，中，低转速下的机构传动比时变规律与稳定性，机构输出转速的时变规律与稳定性，机构输出角加速度的时变规律与稳定性。确定机器在不同条件下的运动特性。并从中选出一组机构最优参数。关键词：曲柄摇杆式脉动无级变速器，闭环矢量方程，Simulink仿真。1绪论1.1脉动无极变速器仿真的性质、目的及意义无极变速器具有恒功率，高效率，可靠性高，体积小，操作简便，变速范围大等优点。随着现代工业的发展，对汽车、拖拉机等机械的经济性、动力型提出了更高的要求，变速器又是其中的的关键部件，它输出的转速的稳定性直接影响的机器的稳定性。论文仿真机构为四连杆

3、式无极变速机构。课题研究目的是通过仿真无级变速器在高，中，低转速下的运动情况从而确定它在高，中，低转速下的速度，加速度特性，并找出一组最佳机构运动参数，以了解该机器的特性。1.2脉动无极变速器国内外研究现状国际上，在机械式脉动无级变速器领域，目前以德国、美国和日本的技术水平较高。其成熟技术以德国的GUSA型及美国的ZERO—MAX型系列产品为代表。GUSA型，国内称为三相并列连杆脉动无级变速器，分为GUSAI型(三相偏置摇块)和改进的GUSAII型(三相对心摇块)两种。GUSAI型最早由德国HeinrichGensheimer和

4、Sohne机器制造公司在50年代推出之后，该公司在80年代又对其加以改进推出了GUSAII型变速器，GUSAII型是目前性能最为优良的脉动式无级变速器，其变速范围宽，转速可以为零，调速方便，工作时输出转速的脉动度较小，此外，其结构紧凑，加工方便，传动可靠，因而应用广泛。ZERO—MAX型，最早由美国ZERO—MAX公司于1962年推出，国内称为四相并列连杆式脉动无级变速器。该类无级变速器具有较大的变速范围，转速可以为零，且调速响应快；其结构紧凑、轻巧，常用于小功率场合。另外，日本生产的ZERO—MAX型无级变速器不仅性能优良且独

5、具特色。有些规格的变速器带有变向手柄，可实现双向传动(变换输出轴的转向应在停机后进行)，有些变速器内部还装有防止过载的转矩限制器。就国内而言，目前的产品大多是在以上两种机型的基础上加以仿制和改进而来的。如在GUSAI型基础上加以仿制生产出的三相并列曲柄摇块脉动式无级变速器系列，这种变速器传递功率较低，工作性能也不太好，国内厂家目前正在加紧消化国外技术，积极研制性能更好的GUSAII型变速器；此外还有引进消化ZERO—MAX型生产出的MT四相并列连杆式脉动无级变速器。该型无级变速器由于采用了内置螺旋机构调速，因而具有更好的调速性能

6、。市面上除以上几种主要机型外。尚有多种组合型及改进型脉动式无级变速器。组合式通常采用连杆机构和其他机构的组合，例如采用定轴齿轮机构与连杆机构组合的德国Philamat脉动无级变速器，该变速器具有脉动度小。调速范围宽，传递功率较大的特点。另外还有采用行星齿轮机构与铰链六杆机构组合的JBLW型脉动无级变速器，以及采用凸轮连杆机构与齿轮机构组合的脉动无级变速器(以美国的MORSE链传动公司推出的三相星型布置的MORSE变速器为代表)等。就目前来说，鉴于结构性能上的局限性，现有脉动式无级变速器主要用于中小功率(18kw以下)、中低速(输

7、入n1=1440r/min，输出n2=0~l000r/min)、降速型以及对输出轴旋转均匀性要求不严格的场合，例如热处理设备、清洗设备以及化工、医药、塑料、食品和电器装配运输线等领域的应用。1.3系统仿真国内外研究现状系统仿真，就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。系统仿真技术作为分析和研究系统运动行为，揭示系统动态过程和运动规律的一种重要的手段和方法，随着40年代第一台计算机

8、的诞生而迅速发展。特别是近些年来，随着系统科学研究的深入，控制理论，计算技术，信息处理技术的发展，计算机软件，硬件技术的突破，以及各个领域对仿真技术的迫切需求，使得系统仿真技术有了许多突破性的进展，在理论研究，工程应用，仿真工程和工具开发环境等许多方面都取得令人