空間機構(gòu)的應(yīng)用實例（空間機構(gòu)的應(yīng)用實例分析）

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關(guān)于空間機構(gòu)的應(yīng)用實例的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

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文章目錄列表:

• 1、問一下類似于雙螺旋絲杠這種將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為往復(fù)直線運動的機構(gòu)都有

• 2、確定急回運動的條件是什么?

• 3、ANSYS案例——20例ANSYS經(jīng)典實例】

• 4、舉一平面連桿機構(gòu)應(yīng)用實例，并畫出簡圖和計算自由度

一、問一下類似于雙螺旋絲杠這種將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為往復(fù)直線運動的機構(gòu)都有

一、曲柄連桿機構(gòu)

1.1 曲柄滑塊機構(gòu)定義

在普通四桿機構(gòu)中，四個構(gòu)件之間都是通過轉(zhuǎn)動副連接，這樣可以實現(xiàn)曲線與曲線運動之間的轉(zhuǎn)換。而曲柄滑塊機構(gòu)是保留曲柄桿、中間桿和固定桿(機架)，將另一根桿退化為滑塊，使滑塊與中間連桿用轉(zhuǎn)動副連接，滑塊與固定桿用移動副連接，這樣就可以實現(xiàn)曲柄端的回轉(zhuǎn)運動與滑塊端的直線運動相互轉(zhuǎn)化。

1.2 曲柄滑塊機構(gòu)的特點及應(yīng)用

1.2.1 優(yōu)點

①低副連接，運動副單位面積受力小，便于潤滑，磨損小;

②對于長距離的控制也可以實現(xiàn);

③構(gòu)件之間的運動靠幾何封閉來維系，比力封閉的可靠。

1.2.2 缺點

①結(jié)構(gòu)設(shè)計較復(fù)雜，且對制造安裝的敏感性大;

②高速時將引起很大的振動和動載荷。

1.2.3 應(yīng)用

曲柄滑塊機構(gòu)在機械中的應(yīng)用很廣泛，例如，內(nèi)燃機通過活塞往復(fù)運動將內(nèi)能轉(zhuǎn)換為曲柄轉(zhuǎn)動的機械能;壓力機結(jié)構(gòu)中通過曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動，經(jīng)連桿帶動滑塊實現(xiàn)加壓作用;牛頭刨床主運動機構(gòu)中，導(dǎo)桿繞一點擺動，帶動滑枕做往復(fù)運動，實現(xiàn)刨削;抽水機結(jié)構(gòu)中，搖動手柄時，在連桿的支承下，活塞桿在筒(固定滑塊)內(nèi)做上下運動，以達到抽水目的。另外，工程中的搓絲機、自動送料裝置及自卸翻斗裝置等機械中都用到曲柄滑塊機構(gòu)。

二、凸輪機構(gòu)

2.1 凸輪機構(gòu)的組成和特點

凸輪機構(gòu)是由凸輪、從動件和機架三個部分組成，其中凸輪是主動件，從動件的運動規(guī)律由凸輪的輪廓決定。凸輪是具有曲線輪廓或溝槽的構(gòu)件，若從動件是移動構(gòu)件，那么這樣的凸輪機構(gòu)便能實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動、直線運動的轉(zhuǎn)換。

凸輪機構(gòu)特點是：

①可以用于對從動件任意運動規(guī)律要求的場合;

②可以高速啟動，動作準確可靠，結(jié)構(gòu)簡單緊湊;

③凸輪和從動件以點或線接觸，單位面積上壓力高，難以保持良好的潤滑，易磨損;

④凸輪形狀復(fù)雜，加工維修較困難。

2.2 凸輪機構(gòu)的分類及應(yīng)用

凸輪機構(gòu)根據(jù)各構(gòu)件相對運動的位置，可分為平面凸輪機構(gòu)和空間凸輪機構(gòu)兩大類，根據(jù)從動件的運動形式，凸輪機構(gòu)可分為移動從動凸輪機構(gòu)和擺動從動凸輪機構(gòu)兩大類，根據(jù)凸輪形狀，凸輪機構(gòu)可分為盤形凸輪機構(gòu)、柱體凸輪機構(gòu)、椎體凸輪機構(gòu)和球體凸輪機構(gòu)。凸輪機構(gòu)主從動件接觸形式有尖頂、滾子、平底三種，如果要改善主從動件受力形式可以采用偏置結(jié)構(gòu)。

內(nèi)燃機的配氣機構(gòu)就是凸輪機構(gòu)應(yīng)用的典型實例，當凸輪轉(zhuǎn)動時，依靠凸輪的輪廓，可以迫使從動件氣閥桿向下移動打開氣門(借助彈簧作用力關(guān)閉)，這樣就可以按預(yù)定時間打開或關(guān)閉氣門，以完成內(nèi)燃機的配氣動作。另外，車輛走行部的制動控制元件、紡織機械中大量使用凸輪機構(gòu)，總之，在一個往復(fù)運動系統(tǒng)中，凸輪是最好的應(yīng)用(在很多要求較高往復(fù)運動中，替代曲柄滑塊機構(gòu)，因為可以實現(xiàn)設(shè)計中需要的速度變化)。

三、齒輪齒條機構(gòu)與滾珠絲杠機構(gòu)

目前，機床制造中，齒輪齒條傳動是使用較為廣泛的一種傳動形式，它能實現(xiàn)齒輪的回轉(zhuǎn)運動與齒條的直線運動間的轉(zhuǎn)化，這種形式的傳動有很多優(yōu)點，特別是在很多大型機床上，利用這種形式的傳動，很方便的就得到高速直線運動，而且根據(jù)車床各方面的不同我們可以制作出各種材質(zhì)的齒條，使得剛度和機械效率大大提高。但是在很多時候也存在著各種各樣的缺點，因為這種傳動形式的平穩(wěn)性是依賴齒條和齒輪精度，如果精度不夠高，機床在加工其他零件時，就會有一定的誤差。所以如果想要消除這類零件的誤差，或使其在機床中運轉(zhuǎn)噪音減少，就要不斷提高對齒條和齒輪的精度要求，并在材質(zhì)上增加耐磨性和耐熱性。所以，在一些精度要求比較高的場合，我們常常選用滾珠絲杠機構(gòu)。

滾珠絲杠采用滾珠螺旋傳動，是一種直線與曲線運動相互轉(zhuǎn)換的理想機構(gòu)，主要由滾珠、螺桿、螺母及滾珠循環(huán)裝置組成，其工作原理是：在螺桿和螺母的螺紋滾道中裝一定數(shù)量的滾珠，當螺桿與螺母作回轉(zhuǎn)運動時，滾珠在螺紋滾到內(nèi)滾動，并通過滾珠循環(huán)裝置的通道構(gòu)成封閉循環(huán)，從而實現(xiàn)螺桿與螺母間的滾動摩擦。滾珠絲杠傳動摩擦阻力小、傳動效率高、運動平穩(wěn)、動作靈敏，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外形尺寸較大，對制造技術(shù)要求高，因此成本也高。目前主要應(yīng)用于精密傳動的數(shù)控機床以及自動控制裝置、升降機構(gòu)、精密測量儀器等。

絲杠傳動具有速比大、行走慢、傳動質(zhì)量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點，而齒輪齒條傳動速比小、行走快、傳動質(zhì)量差、結(jié)構(gòu)簡單。在長距離重負載直線運動上，絲杠有可能強度不夠，就會導(dǎo)致機子出現(xiàn)震動、抖動等情況，嚴重的，會導(dǎo)致絲杠彎曲、變形、甚至斷裂等;而齒條就不會有這樣的情況，齒條可以長距離無限接長并且高速運轉(zhuǎn)而不影響齒條精度(當然這個跟裝配、床身本身的精度都有關(guān)系)，但在短距離直線運動中，絲杠的精度明顯要比齒條高得多。

二、確定急回運動的條件是什么?

極位夾角覺得急回運動，當極位夾角等于0時無急回運動，不等于0時有急回運動

三、ANSYS案例——20例ANSYS經(jīng)典實例】

高耀東編著《ANSYS18_2有限元分析與應(yīng)用實例》

用ANSYS軟件提取單元及結(jié)構(gòu)剛度矩陣

用SOLID185單元分析懸臂梁的剪切閉鎖

厚壁圓筒的體積閉鎖分析

觀察沙漏

平面桁架的受力分析

關(guān)鍵點和線的創(chuàng)建實例——正弦曲線

一些特殊線的創(chuàng)建。包括：過一個已知關(guān)鍵點作一個已知圓弧的切線、作兩條圓弧的公切線、作一組折線、按函數(shù)關(guān)系作曲線——正弦曲線、圓錐阿基米德螺旋線、圓錐對數(shù)螺旋線和創(chuàng)建橢圓線

圓柱面的創(chuàng)建

按函數(shù)關(guān)系作曲面——雙曲拋物面

體的創(chuàng)建及工作平面的應(yīng)用實例——相交圓柱體

復(fù)雜形狀實體的創(chuàng)建實例——螺栓

斜齒圓柱齒輪的創(chuàng)建

直齒錐齒輪齒廓曲面的創(chuàng)建

幾何模型的單元劃分實例——面

回轉(zhuǎn)體、底座、直齒圓柱齒輪輪齒、容器接管

LINK11單元的應(yīng)用

BEAM188、BEAM189單元的應(yīng)用——基本應(yīng)用、約束扭轉(zhuǎn)、創(chuàng)建漸變截面梁、自定義梁截面——雙金屬片

PLANE182、PLANE183單元的應(yīng)用——平面應(yīng)力問題、軸對稱問題

循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)在離心力作用下的應(yīng)力和變形分析

SHELL181單元的應(yīng)用——基本應(yīng)用、用綁定接觸創(chuàng)建有限元模型

實例

受壓薄板

受壓薄板

對稱性應(yīng)用實例——作用任意載荷的對稱結(jié)構(gòu)

均勻分布的壓力載荷、線性分布的壓力載荷

在容器中施加靜水壓力

用表格數(shù)組進行函數(shù)加載——靜水壓力

用函數(shù)編輯器定義表面載荷

轉(zhuǎn)矩的施加

在單個螺栓聯(lián)接施加預(yù)緊力載荷、汽缸缸體和端蓋間螺紋聯(lián)接的受力分析

作剛架的彎矩圖

計算實體單元某個面上的剪力、彎矩等內(nèi)力

展成法加工齒輪模擬

圓軸扭轉(zhuǎn)分析

復(fù)雜靜定桁架的內(nèi)力計算

懸臂梁的靜力學分析

空間桁架橋的靜力學分析

連續(xù)梁的內(nèi)力計算

用自由度釋放創(chuàng)建梁單元的鉸接連接

薄板彎曲問題的理論解和有限元解的對比

殼單元結(jié)果與其他類型單元結(jié)果的對比—簡支梁

平面問題的求解實例—厚壁圓筒問題

空間問題的求解實例—扳手的受力分析

用實體單元計算轉(zhuǎn)軸的應(yīng)力

在連桿上施加軸承載荷

均勻直桿的固有頻率分析

斜齒圓柱齒輪的固有頻率分析

有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析實例—弦的橫向振動

循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)模態(tài)分析實例——轉(zhuǎn)子的固有頻率分析

完全法分析實例——單自由度系統(tǒng)的受迫振動

模態(tài)疊加法分析實例——懸臂梁的受迫振動

瞬態(tài)動力學分析實例——凸輪機構(gòu)

施加初始條件——將單自由度系統(tǒng)的質(zhì)點從平衡位置撥開

施加初始條件實例——拋物運動

瞬態(tài)動力學分析實例——連桿機構(gòu)的運動學分析

瞬態(tài)動力學分析實例——車輛通過橋梁

譜分析實例——地震譜作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析

結(jié)構(gòu)非線性分析——盤形彈簧載荷和變形關(guān)系分析

特征值屈曲分析實例——壓桿穩(wěn)定性問題

非線性屈曲分析實例——懸臂梁

材料非線性分析實例——自增強厚壁圓筒承載能力研究

材料蠕變分析實例——受拉平板

接觸分析實例——平行圓柱體承受法向載荷時的接觸應(yīng)力分析

接觸分析實例——組合厚壁圓筒

非線性分析實例——將鋼板卷制成圓筒（柔體-柔體接觸）

非線性分析實例——將鋼板卷制成圓筒（剛體-柔體接觸）

接觸分析實例——斜齒圓柱齒輪傳動分析

利用MPC技術(shù)對SOLID-SHELL單元進行連接實例——簡支梁

單元生死技術(shù)應(yīng)用——厚壁圓筒自增強后精加工

單元生死技術(shù)應(yīng)用——焊接模擬

單元生死技術(shù)應(yīng)用——隧道開挖

水箱

在結(jié)構(gòu)上直接施加溫度載荷進行熱應(yīng)力計算——雙金屬片

用直接法計算熱應(yīng)力實例——液體管路

用多物理場求解器（MFS方案）計算熱應(yīng)力——液體管路

運用CFX軟件分析冷熱水混合三通管

運用單向流固耦合分析水流通過變徑管

用表格型數(shù)組施加載荷——施加隨位置變化的壓力載荷

用表格型數(shù)組施加載荷實例——施加隨時間變化的力載荷

簡諧響應(yīng)的迭加——結(jié)構(gòu)同時作用多個正弦載荷時的響應(yīng)分析

宏的創(chuàng)建實例——計算實體的體積、面積、長度

優(yōu)化設(shè)計實例——液壓支架四連桿機構(gòu)尺寸優(yōu)化

四、舉一平面連桿機構(gòu)應(yīng)用實例，并畫出簡圖和計算自由度

內(nèi)燃機曲柄連桿機構(gòu)示意圖。

構(gòu)件數(shù)=3，低副數(shù)=4，高副數(shù)=0，

自由度=3*3-4*2-0=1。

F=3*n-(2*Pl+Ph-p)-P1 其中n為構(gòu)件數(shù)，Pl為低副數(shù)，Ph為高副數(shù)， P為虛約束，P1 為局部自由度。

以上就是關(guān)于空間機構(gòu)的應(yīng)用實例相關(guān)問題的回答。希望能幫到你，如有更多相關(guān)問題，您也可以聯(lián)系我們的客服進行咨詢，客服也會為您講解更多精彩的知識和內(nèi)容。

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