（答辩稿）两自由度风洞实验运动装置机械结构总体设计（CAD图纸+DOC论文）

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两自由度风洞实验运动装置机械结构总体设计摘要五自由度的运动。风洞试验模拟运动平台的结构原理图如图所示。五自由度风洞试验模拟运动平台的结构原理图动平台和下平台之间由三条运动链并行连接，与下平台相连的转动关节，与动平台相连的转动关节，连接转动关节和的是移动关节，连接转动关节和的是移动关节，连接转动关节和的是移动关节。这三条运动链具有相同的结构，均为形式的运动链。三条运动链基座和动平台以及底座和下平台同处于平面内。动平台上有个转动关节，连接了动平台和弯刀，使弯刀相对于动平台绕平面内的直线转动。弯刀的另端通过转动关节连接末端执行器，末端执行器的轴线与直线垂直相交于点。点即为末端执行器转动时所围绕的固定点。.两自由度运动装置的机构原理两自由度运动机构只需完成个自由度转动，完成绕末端执行器上固定点的空间两自由度转动。动平台上有个转动关节，连接了动平台和弯刀，使弯刀相对于动平台绕平面内的直线转动。弯刀的另端通过转动关节连接末端执行器，末端执行器的轴线与直线垂直相交于点。点即为末端执行器转动时所围绕的固定点。两自由度弯刀运动机构的机构原理如图所示。两自由度弯刀运动机构的机构原理本设计的特点是利用空间串联两自由度转动装置，完成绕末端执行器上固定点的空间两自由度冗余转动。结构简单成本低容易实施。本设计的两自由度运动机构中，所涉及到的强度校核和受力分析较少，只需要对几处连接处进行强度校核和受力分析即可。弯刀钢管部件和轴套是通过螺栓连接的，选择拧紧螺栓使连接在承受工作载荷之前预先受到预紧力作用。预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件出现缝隙或发生相对位移。经验也证明适当选用较大的预紧力对螺纹连接的可靠性以及连接件的疲劳强度都是有利的。通常规定，拧紧后螺纹连接件在预紧力作用下产生的预紧应力不得超过其材料屈服极限的。对于般连接用的钢制螺栓连接的预紧力，按下列关系确定碳素钢螺栓合金钢螺栓式中螺栓材料的屈服极限螺栓危险截面的面积，在承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接下，螺栓的总拉力上式中称为螺栓的相对刚度，则螺栓危险截面的拉伸强度条件为查相关资料，选择螺栓的材料为钢，屈服强度和抗拉强度，在末端载荷下。所选择的螺栓符合强度要求。第四章两自由度运动机构的三维造型及结构分析.三维造型软件简介风洞虚拟飞行试验是指把飞行器模型安装在风洞中具有个旋转自由度的专用支撑装置上,在保持模型质心位置不变的同时,让模型的个姿态角可以自由运动或者按照飞行器的飞行要求加以实时操纵控制舵面,较为真实地模拟飞行器的机动运动过程,可同时测量飞行器气动和运动参数,检验飞行器响应和操纵控制特性,从而达到气动运动体化研究和探索气动运动耦合机理的目的。通常在进行机构动力学仿真时,所建立的模型构件为刚性构件,在做运动分析时不会发生弹性变形。而实际上,在高速重载的工作条件下,轻质细长杆件在高速运动时表现出了刚性机构所没有的柔性性能,杆件的弹性变形会导致系统的运动误差和弹性振动。因此考虑构件的柔性以提高仿真分析精度成为风洞试验平台研究的项重要内容。目前对于复杂并联机构动力学的精确仿真分析,多数都是采用有限元法将构件柔性化实现的。本章利用对该风洞试验平台进行实体建模,借助于软件生成柔性机构的模态中性文件,在中引入模态中性文件,构建机械系统仿真的刚柔耦合动力学模型,然后在中对该试验平台进行动力学仿真分析,通过仿真分析所生成的数据曲线来分析样机的运动性能。是特征造型两自由度风洞实验运动装置机械结构总体设计摘要自由度,风洞,实验,试验,运动,装置,机械,结构,总体,整体,设计,毕业设计,全套,图纸两自由度风洞实验运动装置机械结构总体设计专业机械设计制造及其自动化学生指导教师完成日期年月日扬州大学广陵学院摘要风洞试验设备是个国家航空航天事业发展的基础设施,对国家的航空航天事业武器装备研制以及国民经济的发展发挥着非常重要的作用。风洞试验是研制新型飞行器必不可少的重要环节。每种新型飞行器的研制都需要在风洞中进行大量的试验。串联机构的发展曾经带动了空间机构学的发展，近年来并联机构的发展再次促进了空间机构学的发展。今天，为了我国的科技进步，自主创新性及在些新兴产业和领域开辟自己独特的道路，基于串联机构与并联机构的特点，混联机构成为各种高端技术应用个新的热点。本文对两少自由度机构的现状和发展趋势以及风洞试验进行了简略的阐述，在此基础上进行两自由度运动机构的结构设计介绍软件和对所设计的两自由度运动机构装置进行的三维造型过程对所设计的运动机构的主要节点进行的强度校核和力学性能的分析在校核的基础上选择了合适的电机最后对本课题做个总结和展望。关键词串联，两自由度，风洞试验，三维造型。目录摘要第章绪论.课题背景目的及意义课题背景课题目的及其意义.本课题研究内容第二章风动，两少自由度运动机构的基础理论研究.风洞试验及应用.两少自由度运动机构的基础理论.两少自由度运动机构的发展趋势第三章两自由度运动机构的结构方案设计和分析.五自由度风洞试验设计方案机构原理.两自由度弯刀运动机构的机构原理第四章两自由度运动机构的三维造型及结构分析.三维造型软件简介启动和界面简介快捷键和快捷菜单模块简介.自由度运动机构的三维造型过程用对各零部件进行造型用各零部件进行装配第五章电机的选择.电机的简述.电机的选择.本章小结总结参考文献致谢第章绪论.课题背景目的及意义因为空气看不见摸不着,要对其进行测量并不是那么容易,尤其是飞行器在空中飞行的时候，很难去测量气流对飞行器的作用力,釆集飞行器在飞行时的数据点,并且建立气动和运动学模型的计算机数值仿真,对于些模型有时候难以建立,于是想到能否将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中,人为制造气流流过,即是在地面上人为地创造个“天空”,以此来模拟飞行器在空中各种复杂的飞行状态,获取试验数据,并且实现多次反复试验采集数据,从而缩短飞行器研发的时间降低飞行器的制造成本,得到更为准确可靠的数据结果。随着现代化工业进程的发展，两少自由度运动机构在各领域的运用也日益增加，其作用也越来越显著，通过本次设计方面可以锻炼自己的动手和学习能力，把书本知识运用到实际，另方面也可以让我们把握住现代信息社会的脉搏，为以后工作和学习确立明确的方向与目标。课题背景国外从上世纪九十年代开始,提出了种能够揭示大迎角高机动飞行时气动运动的非线性耦合特性,进而进行过失评估,且低成本低风险的风洞虚拟飞行试验,的概念风洞虚拟飞行试验是指把飞行器模型安装在风洞巾具有个旋转自由度的专用支撑裝置上,在保持模型质心位置不变的同时,让模型的个姿态角可以自由运动或者按照飞行器的飞行要求加以实时舵面操纵控制,较为真实地模拟飞行器的机动运动过程,可同时测量飞行器气动和运动参数,检验飞行器响应和操纵控制特性,从而达到气动运动体化研究,探索气动运动耦合机理的目的。随着现代科学技术如制造技术机器人技术生物科学技术等的发展，对各种机械设备性能的要求越来越高，航空航天事业这种需求更为严格，混联机构在这种需求下就产生和演化