針對數(shù)控機床可靠性快速試驗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構(gòu),并研究其動力學(xué)建模及評價方法。在機構(gòu)運動學(xué)分析的基礎(chǔ)上,分析了機構(gòu)奇異性,并建立其動力學(xué)模型�；贘acobian矩陣,給出了加載機構(gòu)速度傳遞性能的評價方法。基于動能方法,求解了加載機構(gòu)的慣性矩陣,并給出了三維加載機構(gòu)的加速性能評價方法。對加載機構(gòu)的動力學(xué)模型、速度傳遞性能及加速性能進行了仿真研究。仿真表明加載機構(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,滿足加載機構(gòu)在Z向需要快速運動的需求。 

【文章來源】：清華大學(xué)學(xué)報(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為三軸加載機構(gòu)的三維模型, 該加載機構(gòu)由動平臺、 靜平臺(與機床工作臺相連)、 3條相同的運動學(xué)支鏈組成, 3條支鏈在空間中呈120°均勻分布。每條運動學(xué)支鏈包括一級支鏈與二級支鏈, 在第一級支鏈中, 2個轉(zhuǎn)動副連接橫桿分別連接2個連桿的中端與下端構(gòu)成平行四邊形, 下端轉(zhuǎn)動副與支鏈底座連接, 兩連桿上端分別連接2個套筒。 第二級支鏈上2個球鉸分別連接動平臺和2條伸出桿, 伸出桿分別與第一級支鏈中相應(yīng)套筒連接形成移動副。

加載機構(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, 故動平臺沒有轉(zhuǎn)動只有平動, 3根桿就可以確定動平臺位姿。 每根支鏈均多出一根桿為“虛約束”, 以提高機構(gòu)剛度, 故建立力學(xué)模型時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。首先建立靜平臺坐標(biāo)系O-XYZ。 以靜平臺中心點O為坐標(biāo)原點, 從O點指向第一條支鏈中心線與靜平臺連接點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】：
期刊論文
[1]3自由度并聯(lián)機構(gòu)的動力學(xué)各向同性評價方法[J]. 張彬彬,王立平,吳軍.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(08)
[2]并聯(lián)機床——機床行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)[J]. 汪勁松,黃田.  中國機械工程. 1999(10)

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



本文編號：2934318