本文利用模塊化設計的思想將機床機架劃分成若干模塊,并對這些模塊進行相應的結構設計,且將這些模塊以不同的方式組合成不同布局的機床,從而適應不同的加工需求。選取臥式C形龍門并聯(lián)機床為主要研究對象,對其機架進行靜、動力學分析和優(yōu)化設計,并分析了機架變形對動平臺位姿誤差的影響。以下為本文的主要內容:首先,簡單介紹模塊化設計的定義及其方法,以結構分析的角度將機架劃分成不同的模塊,詳細設計了各模塊的結構,并將這些模塊與不同的底座(或外罩)組合成臥式并聯(lián)機床(C形龍門并聯(lián)機床)、龍門式并聯(lián)機床以及立式并聯(lián)機床。其次,介紹并聯(lián)機床的結構參數(shù)及其特點,推導出本機床中并聯(lián)機構的力雅克比矩陣,得到在擬定加工工況和加工軌跡下,機架上6個鉸鏈的受力與動平臺位置的關系曲線。然后,在給定加工工況和加工軌跡的基礎上,分析機架的變形情況。發(fā)現(xiàn)臥式并聯(lián)機床機架Z向剛度稍有欠缺,對其進行相應的優(yōu)化設計,使得該機架的靜剛度達到要求,為良好的動力學性能打下基礎;此外,也對龍門式并聯(lián)機床機架和立式并聯(lián)機床機架進行了相應的靜力學分析,發(fā)現(xiàn)其剛度基本滿足機床加工要求。最后,建立了螺栓結合面的動力學模型,對考慮螺栓結合面的臥式并聯(lián)機床...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 并聯(lián)機床的發(fā)展概況
        1.2.1 國外并聯(lián)機床的發(fā)展
        1.2.2 國內并聯(lián)機床的發(fā)展
    1.3 機床模塊化設計研究概況
        1.3.1 模塊化設計研究概況
        1.3.2 模塊化設計在機床行業(yè)的應用概況
        1.3.3 機架設計準則
    1.4 機架整體性能分析與優(yōu)化設計
        1.4.1 結構性能分析
        1.4.2 機架結構優(yōu)化設計
    1.5 并聯(lián)機床的主要誤差來源
    1.6 本文主要研究內容
2 并聯(lián)機床的模塊化設計
    2.1 引言
    2.2 機床模塊化設計分析
        2.2.1 模塊化設計定義及原理
        2.2.2 機床模塊劃分方法
    2.3 機床各模塊設計
        2.3.1 機架制造方案選擇
        2.3.2 機床各模塊結構設計
    2.4 機床整體設計
        2.4.1 臥式并聯(lián)機床設計
        2.4.2 龍門式并聯(lián)機床設計
        2.4.3 立式并聯(lián)機床設計
    2.5 本章小結
3 并聯(lián)機床運動學與受力分析
    3.1 引言
    3.2 機床結構描述
    3.3 運動學分析
        3.3.1 機床坐標系的建立
        3.3.2 位置分析
        3.3.3 力雅克比矩陣求解
    3.4 受力分析
        3.4.1 銑削力計算
        3.4.2 鉸鏈受力仿真
    3.5 本章小結
4 機架靜力學分析及其優(yōu)化設計
    4.1 引言
    4.2 有限元分析基礎
    4.3 臥式并聯(lián)機床機架靜力學分析
        4.3.1 機架有限元模型的建立
        4.3.2 計算結果分析
        4.3.3 歸納與總結
    4.4 臥式并聯(lián)機床機架優(yōu)化設計
        4.4.1 機架局部結構改進
        4.4.2 機架局部結構尺寸優(yōu)化
    4.5 龍門式并聯(lián)機床機架及立式并聯(lián)機床機架靜力學分析
    4.6 本章小結
5 機架動力學性能與精度驗證
    5.1 引言
    5.2 螺栓結合面動力學模型
        5.2.1 螺栓結合面的動力學分析
        5.2.2 螺栓結合面的等效動力學模型
        5.2.3 機架動力學有限元模型
    5.3 機架動力學性能
        5.3.1 模態(tài)分析
        5.3.2 諧響應分析
    5.4 機架精度驗證
        5.4.1 機床誤差建模
        5.4.2 機床動平臺誤差分析
    5.5 本章小結
6 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3794324