陈水胜， 李双强， 华中平， 鲍晓斌

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)

翻转机构在工程器械中应用广泛，例如带自卸功能的车辆、浮桥、舱门等[1]．此类机构由于工作载荷大，通常在动力方面投入巨大以提高安全系数，保证工作可靠性[2]．在实际应用中，虽然采用的动力驱动方式不尽相同，但其结构和功能都是相似的，有些结构有很大的优化空间．下面通过对此类机构进行力学建模，用最优化理论对结构尺寸进行优化，使其既安全可靠，又有良好的结构工艺性．

1 模型的建立

对工程实际中的某种平面翻转机构进行模型简化，得到的机构简图见图1．

图 1 平面翻转机构

图1中A、B、C为三个铰支点，构件1为基础固定件、构件2为转动构件、构件3为一个双作用单杆活塞式液压缸．构件3的活塞杆与构件2于A点铰接、缸筒与构件1于C点铰接，构件2与构件1、构件3的活塞杆分别于B、A点铰接．

此机构模型能实现在液压缸推力作用下，将构件2由竖直位置转到水平位置．通过优化设计，确定合适的铰支点A、B、C的相对位置，以满足在较小的液压推力下，液压缸活塞杆的长度最小．参照图1，建立如图所示笛卡尔直角坐标系(x，y)．设置铰支B点为坐标原点B(0,0)，构件1水平布置、构件2竖直布置，构件2可以在xoy平面绕原点转动作翻转运动．优化设计的目的就是要确定铰支点A(x1，y1)、C(x2，y2)的值，在较小的液压推力下，使液压杆长度最小，即x2最小，使液压缸的设计制造在满足其使用功能的同时,具有良好的结构工艺……