机械专业外文文献翻译-外文翻译--平面四杆机构的计算机辅助曲率分析

密级 分类号 编号 成绩 本科生毕业设计 (论文 ) 外 文 翻 译 原 文 标 题 Of 文 标 题 平面四杆机构的计算机辅助曲率分析 作者所在系别 机械工程系 作者所在专业 机械设计制造及其自动化 作者所在班级 作 者 姓 名 作 者 学 号 2 指导教师姓名 指导教师职称 教授 完 成 时 间 年 12 月 北华航天工业学院教务处制 译文标题 平面四杆机构的计算机辅助曲率分析 原文标题 of 者 u 译 名 吴宗明 国 籍 美国 原 文出处 机械应用数学和计算 平面四杆机构的计算机辅助曲率分析 摘要 最近提出了一种使用计算机辅助分析程序分析平面四杆机构的曲率的方法。平面四杆机构的完整运动学曲率分析，依赖于输入角度的变化，角速度和角加速度来执行这个程序。由于运动学的分析是日常工作，动画仿真是必须的。本文介绍的动画仿真是以平面四连杆机构的曲率理论为基础的。 2004 年 司版权所有。 关键词 曲率理论 仿真 平面四连杆机构 在传统意义上说，该机构运动学分析方法有图解法【】 ,环闭合方程法【】，矩阵变换法【 】，运动学计算法【】，等等。 曲率理论麻烦和困难的计算方法适用于平面几何，矢量分析，积分计算等等，并且已经被一些有贡献的人开发出来了【 5 10】。 1】已经用图解法解决了曲率问题， 9】应用几何分析来寻找相关的数量曲率理论，10】推导出了这些曲率变量的矢量分析方法。另一方面， 11】实现了用动画程序自动处理飞机的应力问题。并且， Wu 12】提出了这方面的数学模型和完成了模拟合成确切机制可调链接。 本文开 发的动画仿真程序，是应用曲率理论来处理平面四连杆机构的运动学曲率问题。利用该程序，我们可以快速，无误地确定平面四连杆机构曲率变量的解决方案。 此外 我们还可以通过这个程序观看平面四杆连杆机构运动这一有趣的动画过程。 曲率理论从 19世纪 20世纪就一步一步的发展起来，这是运动学分析中一个很麻烦的程序。至于详细内容可从 10】的文献中找到，我们将不在这里重复。我们将只解释这一关键的理论，并显示如何使用此曲率动画程序来解决我们的曲率变数问题。 例如，考虑图 1 中的平面四连杆机构，其中有以下参数： 图 1：该平面四连杆机构及其相应的转向。 现在我们关注的是瞬时中心 I ，拐点 圆拐点 布雷斯圆，加速度杆位，返回圆， 等。 首先我们把给定的参数替换进曲率动画程序，同时选择一个瞬间（这里选择的是 作为一种输出图像，如图 2所示。我们可以获得以下信息。 瞬时中心 I 通过 5】平面四连杆机构机制的瞬时中心肯定位于直线 因此，我们可以推出以下的矢量方程。 我们分解方程（ 2）成实部和虚部得到参数 2 ，然后，把 2 替代进方程（ 2）得到： I = （ 3） 其结果是得 出方程（ 3），我们还可以通过 面四连杆机构机制的瞬时中心是直线 直线 交点。 拐点 拐点是正常加速度为零的一点，即 0因此可得下面的数据： )(7 0 9 1 ,0 3 1 9 （ 4） 图 3 图解瞬时中心 拐点 经从公式 4中推出，图解法可以从作者【 6】获得。 圆拐点 根据定义，我们可以得到圆拐点 线段 线的交叉（垂直于角分线），同时每经过这一点的正常圆加速度为零，即 0当然，我们可以使用图解法找到非圆的解决方案。现在，我们采用分析法构建它。它的图形验证如图 5所示。 图四：拐点 创建 图 5：圆拐点的创建 用同样的方法，我们把公式（ 7）分解为实部和虚部得到 A 和 B ，并且把 A 和 B带入公式（ 7），得出： 矢量直径 结果构造出了图 5 切线路径 标准路径 把所有向量转化到这个坐标系。 从这个动画程序的计算结果和正常定义路径和切线路径，我们可以得到（如图 6所示）。 因此所有向量方向对原 标系，必须减去 ，在新坐标系统中产生新的向量数值 得： ,从这两个方程中可确定 M，N 对于 到的 图 6： 标系的确立 同样由 同时求解 ,N 的值和 求出 p, 和 ，从 p, 和 我们可以得到下面的方程 布雷斯圆 根据定义 ，布雷斯圆中的每一点的切向加速度为零，即， 0从这个圆中分析得到的是 在解上面的方程前，我们必须确定杆三的角速度 3 ，和角加速度 3 ，这两个数值可以从一些前人已经解决的分析方法这中得出，比如 】，因此用这个曲率动画程序计算后，我们可以得到 布雷斯圆的中心是 算机仿真的结果如图 7所示。 A 和场加速度 A 杆加速度 拐点圆和布雷斯圆的交叉点，如图 7 所示，我们可以得出一下分析结果： 图 7：布雷斯圆 返回圆和拐点圆关于瞬时中心 1是对称的，分析结果为： 返回圆如图 8所示 由于球点是 们必须先写出 方程 11我们可以得到对于任意点的 坐标系中曲线的中心点 中心点曲线可以从 且可以变形为式子： 这个方程式的结果如图 10 所示，多边形 就是一个新得到的平面四杆机构 图 图 线和球点 定 瞬心轨迹 （ 移动 瞬心轨迹 （ 输入不同的曲柄转角 2 我们可以画出顺心轨迹，在 1 =80， 175从这些数据我们可以得出结论： 如果耦合点是即时中心，平面四杆机构会产生“尖”。 图 C 和 2 =的图样 图 13. 当 2 =175时的图样 连杆 句话说，我们可以把连杆 ”在 后旋转 C，由纯粹的旋转来完成等同于连杆的运动。 图 14. 2 =的 动画程序的大致图样 对曲率进行分析通常对于我们来说是很麻烦的，因为曲率理论经常要用到一些数学分析，如平面几何，矢量分析，微积分等。这些都非常难以应用，所以用动画仿真程序来解决就是必不可少的了。 本文介绍的动画仿真是以平面四连杆机构的曲率理论为基础的。应用这个程序我们可以方便快捷的为平面四杆机构的曲率变量问题找到解决方案。 此外 我们还可以通过这个程序观看平面四杆连杆机构运动这一有趣的动画过程。 动画程序为我们提供了一种电脑辅助分析方法，通过计算机，我们可以消除计算中不必要的失误。我们希望这个程序将有助 于运动学以及其他科学领域的科学家和工程师的工作。 参考文献 1 1966. 2 1974. 3 1978. 4 G. 1993. 5 1876. 6 e 1870. 7 1961. 8 1963. 9 J. 1964. 10 1997. 11 (3) (2003) 263276. 12 of in of u 44, of is of on of by is an on 1. 1, 2, 3, 4, so is by 51 to do 9 to of 10 by 11 an to Wu 12 of an on to of we of we of by 2. he by 9th 0th is a of be 10, we it e of to to , A B, J, so we an to be an W e 5, of on we We q. (2) to k2 k2 q. (2) to he is We of is of AA A B is a A B be 6. J By we J is of of JA in we to we an to is In we q. (7) to kA kB kA or kB q. (7) to n, to of of we ) to Y to to t , B SC ,N by SC (11) 12) we , N to p, p, ， we y in of we to of , x3 of , be an as 2by we he of of of is p A p is of We he of s s is of SC we SC to of SC q. (11), we SC to t-n he be SC of A is by We by h2 to Y r,h) of B to of 80 , 75 , we is a“ . of B is as of we B on C, C C by to an s of is 3. t is us to as is an on to of we of we of by By of a we to is in 1 1966. 2 974. 3 1978. 4 G. 1993. 5 1876. 6 e 1870. 7 1961. 8 1963. 9 J. 1964. 10 1997. 11 (3) (2003) 263276. 12 of is in 指 导 教 师 评 语 外文翻译成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注： 1. 指导教师对译文进行评阅时应注意以下几个方面：翻译的外文文献与毕业设计（论文）的主题是否高度相关，并作为外文参考文献列入毕业设计（论文）的参考文献；翻译的外文文献字数是否达到规定数量（ 3 000 字以上）；译文语言是否准确、通顺、具有参考价值。 2. 外文原文应以附件的方式置于译文之后。