双四连杆外文翻译DOC.doc
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1、MeccanicaDOI 10.1007 / s11012 - 013 - 9699 - 6 最优合成四杆机构自由缺陷与联合间隙使用PSO算法Arash Sardashti H.M. Daniali S.M. Varedi收到:2012年1月24日/接受:2013年1月15日施普林格科学+商业媒体多德雷赫特2013文摘 本文介绍了平面设计以自由的四连杆连接顺序、分支和电路的缺陷为目的的路径生成,包含有一个,两个,三个或者所有间隙的连接。连接间隙是视为一个无质量的虚拟链路,其方向是已知的指导方向。用一个粒子群优化算法的基础来解决这个高度非线性优化问题的一些约束,即格拉晓夫的无粒子群缺陷条件。其中
2、的一个例子是解决在不同情况下包含该优化的问题,即平面四杆机构有间隙在一,二,三,所有的连杆和无间隙。所有的设计,生成的路径,错误和方向的虚拟链接绘制并进行对比。最后,比较优化设计与现实。 关键字 顺序缺陷分支缺陷电路缺陷连接间隙优四连杆机构合成PSO 术语 ai 长度链接Ki 位置的重力中心i方向连接ri VJCL连接的i方向长度i VJCL连接的i方向指导 结构角联合的耦合连接Px x坐标的点Py y坐标的点i 替角链接xGi 质量中心的x坐标的i方向连接yGi 质量中心的y坐标的i方向连接mi i方向连接的质量IG3中心惯性矩的耦合IB0 从动轴周围穿过B0的惯性矩Fxij x坐标从i方向
3、连接到j方向连接的连接间隙力Fyij y坐标从i方向连接到j方向连接的连接间隙力Tin 输入转矩 a . Sardashti莫莱森Daniali()s m Varedi机械工程系,精工科技大学,精工,邮政信箱47148 - 71167年,伊朗电子邮件:mohammadinit.ac.ir 1介绍 在理想情况下运动合成的联系,几何完美通常是认为和他们是没有间隙连接的。但在实践中,连接间隙是必要的,因为它提供了一个链接的链接余量使彼此相对运动。在存在的连接间隙中,接触间隙产生脉冲效应和恶化性能有联系。在过去,许多研究人员研究连接间隙的效果1 - 7。一些人认为只有在一个间隙连接(8 - 17),而
4、其他人认为影响更多的是连接间隙的联系18 - 20)。另一方面,大多数的报道与分析的工作联系与连接间隙121和报道的合成工作联系是有限的(22、23)。 Ting et al18提供了一个方法来确定由于连接间隙产生的最大错误。他们模仿了一个小的虚拟联合间隙作为连接的连杆。蔡和赖19分析了传输性能的联系与连接间隙。卡布瑞拉et al21通过使用遗传算法(GA)合成没有任何连接间隙的平面机制。Pramanik和Naskar设计了一个以有两个转动连接间隙连接驱动和驱动连接与耦合23为目的的路径生成的四连杆机构。现在的工作目的是设计一个自由秩序的分支和电路的缺陷,以有间隙在一,二,三,及所有的连杆为目
5、的的路径生成平面四连杆机构,。尽管用连接间隙合成连杆机构并不新鲜,但设计这些没有缺陷的连杆机构从来没有在文献中报告过。如果间断的旋转输入(驱动)连接,要么CCW (+)要么CW (),但是这个机械装置产生序列的缺陷耦合点不是想要的(24、25)。此外,如果标志的传动角在目标点变化,分支缺陷将会发生变化26,即解决方案相关的不同的目标点是来自不同装配方式,因此并不可行。此外,如果机械装置的耦合点通过所有目标点没有重新组装它的任何连杆,它的运动将会在一个电路中27。如果是这样的话,每个不同的连续范围的机构运动被称为“电路”。当一个可能的解决方案连接不改变装配时不能移动目标点,将出现电路缺陷。 路径
6、生成合成没有上述缺陷并且存在间隙是高度非线性和应该数值求解。最近,进化算法解决非线性问题在各个领域越来越流行 28-33.粒子群优化(PSO)、微分进化、遗传算法和蚁群算法技术用于生成的路径问题是最受欢迎的进化算法 21, 3442。 主要的优势在其他现代的PSO进化算法是其建模的灵活性,快速收敛和更少的计算时间。该算法是只需要几个参数进行调优并且能容纳很容易通过的约束使用惩罚的方法,这使得它从实现的角度来看非常有吸引力。此外,该算法可以生成一个高效高质量的解决方案与稳定收敛特征28,43。这里,我们提出一个基于PSO算法来解决这个高度非线性优化问题与一些约束,即,格拉晓夫的无上述缺陷条件。我
7、们假设一个连续接触模型的连接,而联合力的方向共同作用在正常的销和孔19。连接间隙建模能通过一些虚拟的连接方向是由牛顿第二定律决定的。 在理想的情况下比较是完成上述设计之间的联系,即没有连接间隙。 本文组成如下,第二节描述了等效模型的虚拟连接间隙。在第三节中分析四连杆机构的存在提出了联合间隙。第四节致力于合成四连杆轨迹生成。在第五节中概述了PSO的算法。在第六节中提出了一个案例研究,最后在第七节中总结。 2等效模型的虚拟连接间隙连接 在这项研究中,平面四杆机构被认为是一个连接间隙。一个平面转动连接包括半径为i的第i个连接的销连接和下一个孔将附加到半径为i+ 1的第(i+ 1)个连接,见图1。在这
8、种情况下,连接位置的两个耦合链接是根据合力和仅限于内部圆孔连接的。它是便捷分两个耦合的链接假设中心,是连接虚拟连接间隙连接(VJCL)r的方向合成力22。另一方面,每个连接间隙给额外自由度的连锁控制方向的合力。此外,r等于8, 18r = ri+1 ri。 3分析 在这一节中,我们包括运动到静态分析的平面四杆机构。假定输入链接常数和旋转角速度(2)。然后,隔离体图的链接存在的惯性力量和时间如图2。一个输入链接可以编写为以下方程 同样,一个耦合和输出链接可以写为以下方程详情见附录一。 和的描述如图2。方程式(5)(6)能解决Fx23, Fy23在返回的值替换Fx34 和Fy34。 同样,把Fx2
9、3, Fy23值导入方程式(2)(3)导出Fx12,Fy12。最后,把Fx34和Fy34的值导入方程式(8)(9)从而导出Fx14, Fy14。值得注意的是,VJCL方向与前面的力的方向相同。因此,VJCL方向在连接A上可以得出 同样,VJCLs 在A0,B和B0方向上分别给出了 3.1四连杆机构与四连杆间隙 在本节,我们在现实中分析平面四杆机构,即有四个连接间隙,如图3,其运动学模型如图4。 为了来自于点A0的参考不失通用性。因此,质量中心的连接将分别给出 此外,由P点的耦合坐标P=f(2,1,r1、r2,23,r3,4,r4)给出循环闭合方程可以写成这个方程可以作为特定组件写出来 符合上面
10、的关系和用包含3的方程解决它,导出 A1、A2和A3查附录B。 把方程式(23)用3带入方程式(22)中简化,得到 角速率的耦合和后续可以写成 此外,线性速度的质量中心的输入、耦合和从动件可以写为 最后,方程式(25)和(26)的时间衍生品,角加速度的耦合和后续者及线性加速度的质量中心见附录C。 3.2没有连接间隙的四杆机构 通过替换r1 = 0,r2= 0,r3 = 0 ,r4 = 0,1 = 0,2 = 0,3 = 0和4 = 0到方程式(17)(26),下降为没有连接间隙的四杆机构。 3.3四连杆机构与A的间隙联合 通过替换r1 = 0,r3= 0,r4 = 0 ,1 = 0,3 = 0
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