針對(duì)數(shù)控機(jī)床可靠性快速試驗(yàn)過程中缺乏多維力加載裝置的問題,該文提出了一種具有高剛度、高加載能力的新型三軸加載機(jī)構(gòu),并研究其動(dòng)力學(xué)建模及評(píng)價(jià)方法。在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上,分析了機(jī)構(gòu)奇異性,并建立其動(dòng)力學(xué)模型。基于Jacobian矩陣,給出了加載機(jī)構(gòu)速度傳遞性能的評(píng)價(jià)方法�；趧�(dòng)能方法,求解了加載機(jī)構(gòu)的慣性矩陣,并給出了三維加載機(jī)構(gòu)的加速性能評(píng)價(jià)方法。對(duì)加載機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型、速度傳遞性能及加速性能進(jìn)行了仿真研究。仿真表明加載機(jī)構(gòu)在XY平面加速性能的各向同性較好,Z向加速性能優(yōu)于X和Y向,滿足加載機(jī)構(gòu)在Z向需要快速運(yùn)動(dòng)的需求。 

【文章來源】：清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020年12期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

加載原理圖

圖2為三軸加載機(jī)構(gòu)的三維模型, 該加載機(jī)構(gòu)由動(dòng)平臺(tái)、 靜平臺(tái)(與機(jī)床工作臺(tái)相連)、 3條相同的運(yùn)動(dòng)學(xué)支鏈組成, 3條支鏈在空間中呈120°均勻分布。每條運(yùn)動(dòng)學(xué)支鏈包括一級(jí)支鏈與二級(jí)支鏈, 在第一級(jí)支鏈中, 2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接橫桿分別連接2個(gè)連桿的中端與下端構(gòu)成平行四邊形, 下端轉(zhuǎn)動(dòng)副與支鏈底座連接, 兩連桿上端分別連接2個(gè)套筒。 第二級(jí)支鏈上2個(gè)球鉸分別連接動(dòng)平臺(tái)和2條伸出桿, 伸出桿分別與第一級(jí)支鏈中相應(yīng)套筒連接形成移動(dòng)副。

加載機(jī)構(gòu)的原理圖如圖3所示, 由于每條支鏈中兩桿長度相等, 且構(gòu)成平行四邊形, 故動(dòng)平臺(tái)沒有轉(zhuǎn)動(dòng)只有平動(dòng), 3根桿就可以確定動(dòng)平臺(tái)位姿。 每根支鏈均多出一根桿為“虛約束”, 以提高機(jī)構(gòu)剛度, 故建立力學(xué)模型時(shí)將兩根桿簡化為中心線上的一條支鏈AiBi, 質(zhì)量為兩根支鏈與橫桿的支鏈之和。首先建立靜平臺(tái)坐標(biāo)系O-XYZ。 以靜平臺(tái)中心點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn), 從O點(diǎn)指向第一條支鏈中心線與靜平臺(tái)連接點(diǎn)A1的方向向量為X軸, 豎直向上方向向量為Z軸, 利用右手法則確定Y軸。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]3自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)各向同性評(píng)價(jià)方法[J]. 張彬彬,王立平,吳軍.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(08)
[2]并聯(lián)機(jī)床——機(jī)床行業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J]. 汪勁松,黃田.  中國機(jī)械工程. 1999(10)

碩士論文
[1]基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的多維力加載試驗(yàn)系統(tǒng)研究[D]. 徐彬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號(hào)：2934318