外文翻譯--鉸接四桿機(jī)構(gòu)會(huì)引起不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的證明(中文-資料下載頁
【導(dǎo)讀】不穩(wěn)定機(jī)構(gòu)由于能量儲(chǔ)存和動(dòng)作特征相結(jié)合并必須同時(shí)考慮而難設(shè)計(jì)。舉例說明在不穩(wěn)定機(jī)設(shè)計(jì)中理論的作用。在設(shè)計(jì)中存在許多問題，尤其是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與能量積累特點(diǎn)有關(guān)。而且，通常情況下運(yùn)動(dòng)與能。量存儲(chǔ)會(huì)發(fā)生在一個(gè)靈活轉(zhuǎn)動(dòng)部件上。這篇論文講的是要設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，研究機(jī)。構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和不穩(wěn)定機(jī)構(gòu)之間的基本關(guān)系的必要性。許多人已經(jīng)討論了大量的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特征，包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)特征的設(shè)計(jì)。有人建議用一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)來提供裝配微小零件的彈力，在穩(wěn)定系統(tǒng)中這項(xiàng)工作也正進(jìn)展。不穩(wěn)定機(jī)械系統(tǒng)典型地靠拉緊時(shí)儲(chǔ)。不穩(wěn)定機(jī)構(gòu)表現(xiàn)的順從的方式得到不穩(wěn)定執(zhí)行運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榛顒?dòng)。桿件允許活動(dòng)桿件和能量儲(chǔ)存合并為一體。另外，有許多優(yōu)點(diǎn)，如減少零件數(shù)，減少摩擦，改變的很多的參數(shù)減少彎曲。個(gè)用了一個(gè)或一個(gè)以上螺栓聯(lián)接的機(jī)構(gòu)的力偏斜的特征。賴于執(zhí)行結(jié)果或設(shè)計(jì)者的要求?？赡懿煌钠屏康扔诹?，方程的解決定于平衡位置。符合不等式的為機(jī)構(gòu)，反之為非機(jī)構(gòu)。
【正文】 ）， 2C 不滿足 。如果彈簧放在圖b位置 1，方程（ 17）證明不滿足，同時(shí) Grashof有不等式： plsq ??? （ 25） 此式證明滿足 2C ，如表 2所示為彈簧位置所有其它結(jié)果，兩個(gè)條件中只有一個(gè)滿足任意一個(gè)彈簧位置，即彈簧放在四個(gè)中的任何位置將使非 Grashof 不平衡，彈簧的對(duì)桿同一條直線的情況除外。所以，定理 2和準(zhǔn)則 。 一個(gè)其它的關(guān)于非 Grashof 機(jī)構(gòu)的內(nèi)容 . 彈簧在一貫聯(lián)接的非 Grashof 機(jī)構(gòu)能得到兩個(gè)不平衡位置 中的一個(gè)，表 2 說明不能達(dá)到另一個(gè)平衡位置，因?yàn)槊總€(gè)彈簧只能滿足二條件中的一個(gè)。圖中的內(nèi)容決定在機(jī)構(gòu)的哪個(gè)方向插入插栓，注意 1b,2a,2b和 3a處的彈簧，它們滿足 2C ，意味著彈簧對(duì)桿的角度必須相差π弧度，其它的位置 1a,3b,4a和 4 b要求兩根對(duì)桿與地面角度相等。圖 4 反映的每個(gè)滿足條件 1的位置和最長桿鄰近，但是滿足條件 2 的位置和最長桿鄰近。這在許多設(shè)計(jì)中是有用的，因?yàn)闈M足條件 2要求兩相對(duì)桿互相交叉，在兩桿共面的情況下，如同加工 MEMS表面，通常是不可能的。 變位機(jī)構(gòu) 定理 3 .鉸鏈桿模型運(yùn)動(dòng)和在任意位置有扭轉(zhuǎn)彈簧的四桿變位機(jī)構(gòu)一樣，當(dāng)且僅當(dāng)彈簧未彎曲狀態(tài)不符和機(jī)構(gòu)的位置，即彈簧的對(duì)桿同直線時(shí)會(huì)不平衡。 準(zhǔn)則 扭轉(zhuǎn)彈簧置于四桿機(jī)構(gòu)的任意一個(gè)聯(lián)接處都不穩(wěn)定，當(dāng)且僅當(dāng)彈簧未彎曲狀態(tài)不符和機(jī)構(gòu)的位置，即彈簧的對(duì)桿同直線時(shí)會(huì)不平衡。 論證 再次證明定理 3 和準(zhǔn)則 ，對(duì)位置 4 處的彈簧，如圖 3 所示，以前講過當(dāng)桿 2和桿 3同一條直線是，偏移量在方程 10 中可能分子分母都為零，這是因?yàn)樗械臈U在變位機(jī)構(gòu)中同直線時(shí)只有一個(gè)位置。機(jī)構(gòu)可以按兩中方式運(yùn)動(dòng)。如果它向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則 有 || 404 ?? ? 就會(huì)增大，如果向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)， || 404 ?? ? 就會(huì)變小。因此，在一個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)意味著偏移量 4? 的符號(hào)在改變，在另一個(gè)方向符號(hào)則不變。如果符號(hào)改變了，單一的位置是潛能的最大值，但是符號(hào)不變表示潛能繼續(xù)增加，此時(shí)不考慮哪根桿最長哪根桿最短，因?yàn)樽兾凰亲兾粰C(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)在著個(gè)位置時(shí)，彈簧將轉(zhuǎn)向潛能減少的方向，機(jī)構(gòu)變得不穩(wěn)定。由此，彈簧在變位機(jī)構(gòu)的任何位置都會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，除非如前面所述 ，未彎曲的彈簧對(duì)桿在同一條直線上。在變位點(diǎn)所有桿在一條直線上，變位點(diǎn)如初始狀態(tài)的機(jī)構(gòu)就不穩(wěn)定。 進(jìn)一步了解變位機(jī)構(gòu) 雖然以上證明的定理 3和準(zhǔn)則 ，更多關(guān)于變位機(jī)構(gòu)的內(nèi)容能用分析 Grashof 機(jī)構(gòu)和非 Grashof機(jī)構(gòu)的方法分析。表 3證明了檢驗(yàn)圖 4機(jī)構(gòu)中每個(gè)位置的結(jié)果。當(dāng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)通過變位點(diǎn)時(shí)，彈簧會(huì)促使不平衡運(yùn)動(dòng)。但是，如果彈簧在最短桿對(duì)面，（表中位置 3， 4）機(jī)構(gòu)只能得到在 任意 兩個(gè)方向上 的螺栓聯(lián)接 。所以變位機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)起來象 Grashof機(jī)構(gòu)和非 Grashof機(jī)構(gòu)之間的一個(gè)混合物，彈簧放在四個(gè)位置中的任意一個(gè) 位置都能導(dǎo)致不平衡機(jī)構(gòu)，但是，只有在彈簧位于最短桿對(duì)面的情況下，機(jī)構(gòu)才能向兩個(gè)方向穿梭移動(dòng)。另外，機(jī)構(gòu)也只能在彈簧位于最短桿對(duì)面，鄰近于最長桿，且彈簧對(duì)面的兩桿與地面的角度相等時(shí)，才能得到不平衡位置。如果彈簧與最長桿不鄰近，對(duì)桿的角度相差為π，那么機(jī)構(gòu)就不平衡。 總結(jié) 每個(gè)定理和準(zhǔn)則的結(jié)果都概括在表 4 中，機(jī)構(gòu)滿足初始位置條件，彈簧對(duì)桿不在同一條直線上的情況。彈簧在 4 位置不穩(wěn)定的四桿機(jī)構(gòu)如圖 5（ a）說，明一個(gè)不穩(wěn)定機(jī)構(gòu)通過代替彈簧和螺栓聯(lián)接構(gòu)成的直構(gòu)件。 若結(jié)果中適合機(jī)構(gòu)的只有一個(gè)彈簧，它們就可以通過歸納把 多個(gè)彈簧簧一起加入設(shè)計(jì)中，因?yàn)槊總€(gè)彈簧存儲(chǔ)的能量相互獨(dú)立，它們?cè)跈C(jī)構(gòu)中不同位置按以上論據(jù)中的一個(gè)方式適合或違背不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)師可以用這些知識(shí)按不同穩(wěn)定特征需求研發(fā)設(shè)計(jì)，如可要求不穩(wěn)定機(jī)構(gòu)在第二個(gè)穩(wěn)定位置存儲(chǔ)相當(dāng)大的能量，釋放后為控制開關(guān)做準(zhǔn)備。這可以通過用一個(gè)導(dǎo)致不穩(wěn)定的彈簧完成。相應(yīng)地，一個(gè)或多個(gè)在第二位置不穩(wěn)定，在機(jī)構(gòu)中附加的彈簧將允許能量在第二位置儲(chǔ)存。
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