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运动生成机构的最优化设计

摘要  一组Burmester曲线可以描述出由一个平面四杆机构所能生成的给定的一系列规定的刚体轨迹。但令人遗憾的是，在已知的如此大量的可能的机械解决方案中，设计人员很难任意地选择一个Burmester曲线解决方案，这个方案能完全保障转动链合，生成可行的传动角并使其机械机构尽可能紧凑。这篇论文介绍了一种在满足Grash条件，传动角度条件和最小圆周尺寸条件情况下选择平面四杆运动发生器的算法。为了提高分析能力和便于使用，这种算法已经被编进了MathCAD的程序之中。本论文中的实例展示了具有可行传动角的紧凑平面四杆曲柄摇杆运动发生器的综合情况。Elsevier有限公司版权所有。

1绪言
1.1背景和目的
平面四杆机构已经、并且将会继续保持在机械系统内的广泛运用。由于主要与机械装置的连接类型，连接轴的定位和综合的平面运动学有关系使得对其分析、设计、制造和改进都是非常有实际价值的。由于平面四杆机构被广泛的应用，对于任何连杆机构而言，在对这种机构的设计和分析(即对其采用图解的和解析的方法)的基础上生产的这种工件的数目是其最广大来源之一。
动力运动生成阶段的目标是测定机械装置的参数，按要求使其近似地或者精确地生成一系列规定的刚体运动轨迹。运动生成方法，尤其是由用Burmester曲线描述的运动生成法在描述一系列规定的刚体轨迹时提出了无限多的解决方案。换句话说，用户可以从一系列无限多的可能的机构解决方案中选择一个机构解决方案。虽然提出的所有机构解决方案在运动学上都可能是可行的，但它们其中的一些方案可能并不意味着能作为实际的制造方案。例如，一些机构可能产生不希望得到的传动角度，需要很大的工作区间或者不能保证得到充分的连接旋转性。
当保证遵循特定的设计条件和限制条件时，一种基于采用Burmester曲线的运动生成的方法正在进行着研究和选择着合适的算法。这篇论文介绍了一种在满足Grashof条件、传动角度条件和保证有最小圆尺寸的条件下选择平面四杆运动生成器的算法。为了提高分析能力，这个算法已经被被编进了MathCAD的程序之中。