系統識別號 | U0002-0809202001342000 |
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DOI | 10.6846/TKU.2020.00181 |
論文名稱(中文) | 史蒂芬生第三型六連桿機構桿件旋轉一圈的條件 |
論文名稱(英文) | Full Revolution of a Link in a Stephenson Type III Six-bar Mechanism |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 機械與機電工程學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Mechanical and Electro-Mechanical Engineering |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 108 |
學期 | 2 |
出版年 | 109 |
研究生(中文) | 劉曜維 |
研究生(英文) | Yao-Wei Liou |
學號 | 607370276 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2020-07-09 |
論文頁數 | 130頁 |
口試委員 |
指導教授
-
劉昭華
委員 - 劉昭華 委員 - 陳冠辰(niborchen@gmail.com) 委員 - 陳正光(ckchern@ntut.edu.tw) |
關鍵字(中) |
葛氏條件 史蒂芬生第三型六連桿機構 奇異位置 死點構形 |
關鍵字(英) |
Grashoff`s law Stephenson III six-bar mechanism Singular position Dead center configurations |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
本論文針對史蒂芬生第三型平面六連桿機構且由五連桿迴圈的接地桿件驅動的情況,尋找能夠使此驅動桿件可以繞地桿旋轉一圈的條件。方法是找出機構的死點位置,並且推導出使死點不會發生的桿長條件。尋找死點位置是推導出速度分析的Jacobian矩陣,尋找此矩陣行列式為零的位置,再利用高斯消去法判別此奇異位置是死點或是不確定位置,本文只針對死點位置,得到每個構形,再找出此構形不會發生的條件。在分析六連桿機構之前,本論文先針對平面四個旋轉接頭的四連桿機構,重新推導出葛氏條件。 |
英文摘要 |
In this thesis full revolution conditions for the grounded link in the five-bar chain of a Stephenson type III six-bar mechanism are determined. The method is to locate all dead center positions of the mechanism and obtain conditions that these dead center configurations do not occur. Singular positions are obtained from the Jacobian matrices in velocity analysis, and Gaussian elimination are used on the augmented matrices to determine if a singular position is a dead center or an uncertain position. Only dead point positions are dealt with in this article, and conditions for the occurrence of these configurations are derived in this thesis. The above mentioned technique is first used on planar four-bar mechanisms, which leads to Grashoff condition. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
目錄 中文摘要 ii 英文摘要 iii 目錄 iv 第一章 緒論 1 1.1 前言與文獻回顧 1 第二章 平面四連桿機構的葛氏條件 3 2.1 第②桿驅動 3 2.2 第③桿驅動 12 2.3 第④桿驅動 22 2.4第二章小結 22 第3章 史蒂芬生第三型六連桿機構桿件旋轉一圈條件 23 3.1 AGDFCBA與BEFCB迴圈 23 3.1.1 情況I.1:當θ6=θ5 且 θ5=θ4 29 3.1.2 情況I.2:當θ6+π=θ5 且 θ5=θ4 32 3.1.3 情況I.3:當θ6+π=θ5 且 θ5=θ4+π 33 3.1.4 情況I.4:當θ6=θ5 且 θ5=θ4+π 36 3.1.5 情況I.5:當θ6=θ5 且 θ3=θ6 36 3.1.6 情況I.6:當θ6+π=θ5 且 θ3=θ6 40 3.1.7 情況I.7:當θ6+π=θ5 且 θ3=θ6+π 44 3.1.8 情況I.8:當θ6=θ5 且 θ3=θ6+π 47 3.1.9 情況I.9:當θ3-θ4+ϕ6=0 且 θ5=θ4 51 3.1.10 情況I.10:當θ3-θ4+ϕ6+π=0 且 θ5=θ4 52 3.1.11 情況I.11:當θ3-θ4+ϕ6+π=0 且 θ5=θ4+π 54 3.1.12 情況I.12:當θ3-θ4+ϕ6=0 且 θ5=θ4+π 56 3.1.13 情況I.13:當θ3=θe 且 θ3=θ6 57 3.1.14 情況I.14:當θe=θ3+π 且 θ3=θ6 59 3.1.15 情況I.15:當θ3-θ4+ϕ6+π=0 且 θ3=θ6+π 60 3.1.16 情況I.16:當θ3-θ4+ϕ6=0 且 θ3=θ6+π 62 3.2 AGDFCBA與AGDEBA迴圈 64 3.2.1情況I I.1: θ5=θ3 且 θf=θ5 68 3.2.2情況I I.2: θ5+π=θ3 且 θf=θ5 70 3.2.3情況I I.3: θ5+π=θ3 且 θf=θ5+π 72 3.2.4情況I I.4: θ5=θ3 且 θf=θ5+π 74 3.2.5情況I I.5: θe=θ6 且 θf=θ5 76 3.2.6情況I I.6: θe=θ6+π 且 θf=θ5 78 3.2.7情況I I.7: θe+π=θ6 且 θf+π=θ5 79 3.2.8情況I I.8: θe=θ6 且 θf+π=θ5 80 3.3 設計例題 81 四.結論 84 參考文獻 85 圖目錄 圖一 4R平面四連桿機構 88 圖二 4R平面四連桿機構L3>L4 且 θ3=θ4的第一種情況 88 圖三 4R平面四連桿機構L3>L4 且 θ3=θ4的第二種情況 89 圖四 4R平面四連桿機構L3>L4 且 θ3=θ4±π 的情況 89 圖五 4R平面四連桿機構L4>L3 且 θ3=θ4 的兩種情況 90 圖六4R平面四連桿機構L2>L4 且 θ2=θ4 的第一種情況 90 圖七 平面四連桿機構L2>L4 且 θ2=θ4 的第二種情況 91 圖八 4R平面四連桿機構L4>L2 且 θ2=θ4 的兩種情況 91 圖九 4R平面四連桿機構θ4=θ2+π 的情況 92 圖十 4R平面四連桿機構θ2=θ4+π 的情況 92 圖十一 史蒂芬生第三型六連桿機構示意圖 93 圖十二 情況I.1 當 θ6=θ5 且 θ5=θ4 94 圖十三 情況I.2 當 θ5+π=θ6 且 θ5=θ4 95 圖十四 情況I.3 當 θ6+π=θ5 且 θ5=θ4+π 96 圖十五 情況I.4 當 θ6=θ5 且 θ5=θ4+π 97 圖十六 d2=a2+L6-L52-2aL6-L5cosθ 98 圖十七 d2=a2+L5-L62-2aL5-L6cosθ 98 圖十八 d2=a2+L5+L62-2aL5+L6cosθ 99 圖十九 情況I.5 當 θ6=θ5 且 θ3=θ6 100 圖二十 情況I.5 當 θ6=θ5 且 θ3=θ6 101 圖二十一 情況I.5 當 θ5=θ6 且 θ3=θ6 102 圖二十二 情況I.5 當 θ5=θ6 且 θ3=θ6 102 圖二十三 情況I.6當 θ6+π=θ5 且 θ3=θ6 103 圖二十四 情況I.6 當θ5=θ6+π 且 θ3=θ6 104 圖二十五 情況I.6 當θ5=θ6+π 且 θ3=θ6 104 圖二十六 情況I.7當θ6+π=θ5 且 θ3=θ6+π 105 圖二十七 情況I.7 當θ5=θ6+π 且 θ3=θ6+π 106 圖二十八 情況I.7 當θ5=θ6+π 且 θ3=θ6+π 106 圖二十九 情況I.8當θ6=θ5 且 θ3=θ6+π 107 圖三十 情況I.8 當θ5=θ6 且 θ3=θ6+π 108 圖三十一 情況I.8 當θ5=θ6 且 θ3=θ6+π 108 圖三十二 情況I.9當 θ3=θe 且 θ5=θ4 109 圖三十三 情況I.9 當θ3=θe 且 θ5=θ4 110 圖三十四 情況I.10 θ4=θ5 且 θ3=θe+π 111 圖三十五 情況I.10 θ4=θ5 且 θ3=θe+π 111 圖三十六 情況I.11 θ4=θ5+π 且 θ3=θe+π 112 圖三十七 情況I.11 θ4=θ5+π 且 θ3=θe+π 112 圖三十八 情況I.12 θ4+π=θ5 且 θ3=θe 113 圖三十九 情況I.12 θ4+π=θ5 且 θ3=θe 114 圖四十 情況I.13 當 θ3=θ6 且 θ3=θe 115 圖四十一 情況I.13 當 θ3=θ6 且 θ3=θe 115 圖四十二 情況I.13 當 θ3=θ6 且 θ3=θe 116 圖四十三 情況I.14 當 θ3=θ6 且 θ3+π=θe 117 圖四十四 情況I.14 當 θ3=θ6 且 θ3+π=θe 117 圖四十五 情況I.14 當 θ3=θ6 且 θ3+π=θe 118 圖四十六 情況I.15 當 θ3=θ6+π 且 θ3=θe 119 圖四十七 情況I.15 當 θ3=θ6+π 且 θ3=θe 120 圖四十八 情況I.15 當 θ3=θ6+π 且 θ3=θe 120 圖四十九 情況I.16 當 θ3=θ6+π 且 θ3=θe+π 121 圖五十 情況I.16 當 θ3=θ6+π 且 θ3=θe+π 121 圖五十一 情況I.16 當 θ3=θ6+π 且 θ3=θe+π 122 圖五十二 情況I I.1 當 θ3=θ5 且 θf=θ5 123 圖五十三 情況I I.1 當 θ3=θ5 且 θf=θ5 123 圖五十四 情況I I.2 當 θ3=θ5+π 且 θf=θ5 124 圖五十五 情況I I.2 當 θ3=θ5+π 且 θf=θ5 124 圖五十六 情況I I.3 當 θ3=θ5+π 且 θf=θ5+π 125 圖五十七 情況I I.3 當 θ3=θ5+π 且 θf=θ5+π 125 圖五十八 情況I I.4 當 θ3=θ5 且 θf=θ5+π 126 圖五十九 情況I I.4 當 θ3=θ5 且 θf=θ5+π 126 圖六十 情況I I.5 當 θ3=θ5 且 θf=θ5+π 127 圖六十一 情況I I.5 當 θ3=θ5 且 θf=θ5+π 127 圖六十二 情況I I.6 當 θf=θ5 且 θe=θ6+π 128 圖六十三 情況I I.6 當 θf=θ5 且 θe=θ6+π 128 圖六十四 情況I I.7 當 θf+π=θ5 且 θe+π=θ6 129 圖六十五 情況I I.7 當 θf+π=θ5 且 θe+π=θ6 129 圖六十六 情況I I.8 當 θf+π=θ5 且 θe=θ6 130 圖六十七 情況I I.8 當 θf+π=θ5 且 θe=θ6 130 |
參考文獻 |
參考文獻 1. Oduori, Moses F., Mutuli, Stephen M., and Munyasi, David M., The kinematics and mechanical advantage of the double-toggle jaw crusher, Journal of Mechanical Engineering Science, Volume 232, 2018, Pages 3325-3336. 2. Agarwal, S., and Bandyopadhyay, S., Design of six-bar function generators using dual-order structural error and analytical mobility criteria, Mechanism and Machine Theory, 2017, Pages 326-351. 3. https://www.markplecnik.com/tag/six-bar-linkages/下載日期06302020. 4. Grashof, F., Theoretische Mashinenlehre, Leipzig, 1883, Pages 113-118. 5. Paul, B., A Reassessment of Grashof’s Criterion, Journal of Mechanical Design, Volume 101, 1979, Pages 515-518. 6. Mallik, A. K., Ghosh, A., Dittrich, G., Kinematic Analysis and Synthesis of Mechanisms, CRC Press, 1994, Pages 122- 125. 7. Ting, K.-L., On the Input Joint Rotation Space and Mobility of Linkage, Journal of Mechanical Design, Volume 130, 2008, Pages 1-12. 8. Ting, K.-L., Wang, J., Xue, C., and Currie, K.-R., Full rotatability and singularity of six-bar and geared five-bar linkages, Journal of Mechanisms and Robotics,Volume 2, Issue 1, 2010, Pages 1-9. 9. Zou, Y., Chu, J., and Guo, X., Detection of a crank in Stephenson-III six-bar mechanism, Applied Mechanics and Materials, Volume 52-54, Pages 909-914. 10. Guo, X.-N, and Chu, J.-K., The rotatability of Stephenson II Six-Bar mechanisms, 2008 Proceedings of the ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference, DETC 2008 Volume 2, Issue Part A, 2009, Pages 591-595. 11. Wang, J., Ting, K.-L., Zhao, D., Wang, Q., Sun, J., You, Y., and Nie, L., Full rotatability of watt six-bar linkages, Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference, 5A, 2014, Paper No: DETC2014-34207 12. Tsai, C-C., and Wang, L. T., On the dead-centre position analysis of Stephenson six-link linkages, Mechanical Engineering Science, Volume 220, 2006, Pages 1393-1403. 13. Plecnik, M.-M., and McCarthy, J.-M., Computational Design of Stephenson II Six-bar Function Generators for 11 Accuracy Points, Journal of Mechanisms and Robotics of the ASME, 2015, Volume 2, Paper DOI 10.1115/1.4031124. 14. Kang, Y-H., and Yan H-S., Synthesizing Dead-Center and Uncertainty Configurations of Planar Six-Bar Linkages by Implicit Function Theorem, Journal of the Chinese Society of Mechanical Engineers. 1990, Volume 11, Pages 325-333. |
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