اهرم های پنج میله ای بهینه سازی شده با دنده های غیرمدور برای تولید مسیر دقیق

Optimized five-bar linkages with non-circular gears for exact path generation

a b s t r a c t

In this paper, a five-bar linkage with non-circular gears is proposed as a mechanism capable of precisely moving a coupler point along a prescribed trajectory. The first step of the proposed methodology is the inverse kinematic analysis of the linkage, whose mobility, without geared bodies, is two. Therefore, by imposing the required configuration of the coupler at any instant, the rotation of the two inputs is evaluated. A pair of non-circular gears is then synthesized on the basis of the relation between these two angular inputs, thus reducing the mobility to one. The final combined mechanism is able to exactly perform a specific task of path generation. In the design of non-circular gears, a basic requirement is that the non-circularity of the pitch curves is kept as low as possible. Such non-circularity affects both the feasibility of gear manufacture and the dynamic behaviour of the output non-circular gear. For this reason, an optimization of the five-bar linkage with non-circular gears is also proposed, by defining the objective function on the basis of proper dimensional and kinematic criteria. A penalty method is used to manage a set of constraints to which both the linkage and the gears are subjected, while a genetic algorithm is employed to search for a global optimum solution.

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی                        514.57 KB

 

چکیده
در این مقاله اهرم پنج میله ای با دنده های غیر-مدور به عنوان مکانیزم قادر به حرکت دقیق نقطه ی اتصال در طول خط سیر از قبل مشخص شده پیشنهاد می شود. اولین مرحله ی متدولوژی پیشنهاد شده، آنالیز سینماتیک معکوس اهرمی می باشد که تحرکش (جنبش اش) بدون بدنه های دنده دار، دو می باشد.  بنابراین با اعمال پیکربندی مورد نیاز کوپلر در هر لحظه، چرخش دو ورودی ارزیابی می شود. زوج دنده ی غیر-مدور سپس براساس رابطه ی بین این دو ورودی زاویه ای ترکیب می شود، بنابراین تحرک (جنبش) را به یک کاهش می دهد. مکانیزم ترکیبی نهایی قادر به اجرای دقیق عمل ویژه ی تولید راه (مسیر) می باشد.
در طراحی دنده های غیر-مدور، نیاز اصلی این است که مدور نبودن تلاقى سطوح طرفين دندانه تاحد امکان پایین نگه داشته می شود. چنین مدور نبودن هم روی امکان پذیری ساخت دنده و هم روی رفتار داینامیک دنده ی غیر-مدور خروجی تاثیر می گذارد.  به همین علت، بهینه سازی اهرم پنج میله ای با دنده های غیر-مدور نیز با تعریف تابع هدف روی اصول ضوابط سینماتیک و ابعاد صحیح پیشنهاد می شود. روش جبران (پنالتی) برای مدیریت مجموعه ای از محدودیت ها استفاده می شود که اهرم و دنده ها به آن نسبت داده می شوند، در حالیکه الگوریتم ژنتیک برای جستجو برای راه حل بهینه ی سراسری به کار گرفته می شود.

 

تعداد صفحات مقاله انگلیسی: 10 صفحه

تعداد صفحات مقاله فارسی: 20 صفحه

اهرم های پنج میله ای بهینه سازی شده با دنده های غیرمدور برای تولید مسیر دقیق

اضافه کردن نظر