数控机床静刚度有限元分析

首先进行了整机的有限元分析,然后通过试验进行了结果验证.在确定了有限元分析结果的有效性后,利用数控机床串联刚度场理论进行了部件级的详细分析,绘制了串联刚度场图谱,分析了机床的刚度分布情况及存在的薄弱环节.     

一种少自由度并联机构静刚度研究

并联机构,尤其是用于机加工的并联机床都需要很高的刚度要求,因此建立其刚度模型就显得尤为重要。现有的刚度建模方法多是基于集中刚度模型,但是该方法的物理意义不够明确。基于螺旋理论建立了一种少自由度并联机构的刚度模型,该方法将驱动刚度和约束刚度区别对待,物理意义明确。通过计算并联机构空间自由度,并利用螺旋方程的反螺旋解法,得出并联机构的运动雅可比矩阵和约束雅可比矩阵,经组合得到少自由度并联机构的完全雅可比矩阵,从而建立了其静刚度模型。建立的静刚度模型可以作为少自由度并联机构的性能评价指标,同时又可以为分析其他过约束的少自由度并联机构提供理论支持。     

6R工业机器人刚度分析

针对6R工业机器人,在机器人连杆刚性的假设下,推导了机器人柔度矩阵。分析柔度矩阵将其划分为四个子矩阵:力—位移柔度矩阵、力—角位移柔度矩阵、力矩—位移柔度矩阵、力矩—角位移柔度矩阵。在非奇异位姿下,单独考虑力矢量(或力矩矢量)对末端线位移(或角位移)的影响,研究使末端产生单位变形时需要在末端施加的作用力,提出机器人力—位移、力—角位移、力矩—位移、力矩—角位移‘刚度椭球’,来表述机器人末端的刚度特性,为机器人刚度研究提供了一种新思路。最后以库卡Kr360机器人为例进行计算。计算表明对于Kr360机器人,在末端作用力矢量、力矩矢量在同一数量级时,可忽略力矩矢量对末端的作用效果。     

数控机床伺服系统参数选择及其刚度的研究

以数控机床伺服进给系统的参数选择以及刚度为研究对象，结合在普通外圆曲轴磨床上进行数控改造的经验，讨论了伺服进给系统的参数选择问题，并着重研究了系统刚度对伺服进给系统的稳定性和定位精度的影响。结合实际，提出了提高传动刚度的结构措施及方法。对数控机床伺服进给系统的设计有一定的参考价值。     

串联节点刚度对隔振系统传递率的影响研究

目前针对动力机械隔振系统传递率的研究主要集中于隔振器本身刚度或阻尼对系统的影响,但在部分实际应用的隔振系统中,阻尼减振器作为独立元件,其端部节点的刚度对隔振系统传递率有着不可忽视的影响。为了讨论阻尼减振器的节点刚度对动力机械隔振系统传递率的影响,采用理论分析与实验验证相结合的方式,对其进行了研究。研究结果表明:在一个质量、隔振器刚度和减振器阻尼都一定的系统中,当动力机械设备工作在低频共振区时,随串联节点刚度增大,传递率明显下降,串联刚度大于一定值后,传递率趋于稳定;当动力机械激励频率远高于固有频率时,随串联节点刚度减小,传递率明显下降。研究可为变刚度隔振系统提供理论依据,也可为应用于隔振系统的减振器性能优化设计提供参考。     

单轴柔性换向机构刚度分析

针对某些场合由于空间有限需要换向的情况,设计了一种单轴柔性换向机构。基于线弹性及小变形理论,推导了圆弧形柔性铰链平面内柔度矩阵各参数的解析计算公式,得到了圆弧形柔性铰链的平面内柔度矩阵,计算出了柔性换向机构内柔性铰链的柔度矩阵,并通过有限元软件对该计算结果进行了验证。推导出了柔性换向机构的刚度以及传动比,并通过有限元软件和实验对该计算结果进行了验证。结果表明:在柔度矩阵各项参数的解析值与有限元仿真值之间的相对误差中,除c22项误差较大(-11.84%)以外,其他项误差均在4%以内;柔性换向机构刚度及传动比的解析值与仿真值之间的相对误差分别为-3.31%和5.27%;柔性换向机构刚度及传动比的解析值与实验值之间的相对误差分别在6%与11%以内。     

柔性平行导向机构的静刚度分析

柔性机构是一种新型机构。作为一类最简单的柔性机构 ,柔性平行导向机构被广泛应用在精密定位场合。由于在精密操作中要求机构具有很高的定位精度 ,而机构的静刚度在很大程度上决定着这一指标。针对静刚度分析的重要作用以及目前对机构静刚度分析中存在的不足 ,采用结构分析中的柔度矩阵法建立了一种新的用来分析机构静刚度的理论模型。其结果相对原有模型更接近有限元仿真的结果     

串联双腔起落架缓冲器等效刚度阻尼特性分析

以某带内外节流阀的串联双腔缓冲器为研究对象,将其简化为两级弹簧阻尼串联组成的振动系统,利用一种等效线性化方法,分析了缓冲器在多种频率下的缓冲器等效刚度和当量阻尼分析值,并与试验数据进行对比,相对误差在15%以内,结果吻合良好,验证了所建动力学模型的正确性。分析表明,缓冲器等效刚度和阻尼随静态压缩量呈现严重的非线性,高压腔开始工作阶段,在相同外激励频率情况下缓冲器等效刚度、阻尼出现峰值,随后有较大幅度下降,其等效刚度峰值可达到742854N/m,等效阻尼峰值可达到39580N·s/m。缓冲器等效刚度阻尼在同等静位移情况下随外激励频率的增加而减小。     

数控机床主轴静刚度试验

主轴静刚度是数控机床的重要性能指标之一,受主轴结构、加工和机床装配等众多因素的影响,且与机床的寿命、加工精度及效率密切相关,对机床主轴进行静刚度试验是获得静刚度值最直接、最有效的方法。     

机床主轴组件刚度ANSYS分析

有限元法是在工程分析中获得广泛应用的数值方法。阐明了用有限元法分析计算机床主轴组件刚度的步骤和方法，介绍了弹簧单元和考虑剪切变形的梁单元的刚度矩阵，简述了有限元分析软件ANSYS的方程求解器的使用。用软件ANSYS，对CK6132数控车床主轴组件进行了刚度计算和切削稳定性判别。     

快走丝电火花线切割机床动刚度研究

国产快走丝电火花线切割机床加工精度一般均不高.通过对机床结构的分析和激振试验,找出影响该类机床加工精度的主要原因--结构不合理、动刚度差,并提出改进办法.     

滚齿机刀架传动系统刚度对其性能的影响研究

为了探究系统刚度与刀架传动系统动态特性和精度的关系,针对滚齿机刀架传动链这一复杂机电系统,从全局机电耦合角度,建立了该系统的机电耦合模型并基于齿轮副啮合刚度、传动轴扭转刚度得出了机械刚度模型。通过MATLAB/Simulink仿真,得出了机械刚度与伺服刚度对系统的影响规律。又通过研究机械刚度、系统伺服刚度与系统闭环控制参数的耦合关系分析了刚度对跟踪精度、抗振性和抗干扰能力的影响。所得结论可提高齿轮机床精密传动系统的稳定性和加工精度并对机电耦合控制参数方案的优化设计提供了研究基础。     

拉杆转子轮盘结合面切向接触刚度试验研究

运用分形接触理论,分析得到了轮盘结合面切向刚度模型,通过轮盘表面材料性能参数、拉杆转子法向载荷、切向载荷及轮盘表面的分形参数来得到轮盘结合面的切向接触刚度,对其变化规律进行数值仿真,并通过试验进行验证.研究结果表明:在定性理论模型上,分形接触理论是正确的,但分形理论有其适用范围,适用于粗糙度较小、拉杆转子法向载荷较大的...     

基于夹具设计中定位销长度的分析

分析了机床夹具设计中，使用圆柱销作为定位元件时，定位销的定位作用及定位销临界尺寸的界定；论述了采用定位销定位时，定位销长度的设计选择对工件加工定位的影响。无论欠定位或过定位均会对夹具的定位精度产生影响，从而影响到工件的加工质量。     

Gantry-Tau并联机构运动学分析

针对目前大部分的并联机构工作空间小这一缺点,研究了一种新型的3自由度并联机构。通过约束螺旋理论分析了机构的自由度,该机构具有2个平动自由度和1个转动自由度;进一步用解析的方法研究了该并联机构的运动学正反解;最后给出了该机构运动学的数值算例,为该类并联机构的进一步研究和应用提供参考。     

Gantry-Tau并联机构运动学分析

针对目前大部分的并联机构工作空间小这一缺点,研究了一种新型的3自由度并联机构。通过约束螺旋理论分析了机构的自由度,该机构具有2个平动自由度和1个转动自由度;进一步用解析的方法研究了该并联机构的运动学正反解;最后给出了该机构运动学的数值算例,为该类并联机构的进一步研究和应用提供参考。     

2-RPU/UPR并联机构自由度和位置分析

2-RPU/UPR是一种具有两转一移(2R1T)的并联机构,首先对该机构的组成进行了介绍,然后基于螺旋理论建立2-RPU/UPR并联机构的初始位形,并对其自由度进行了分析;根据动平台绕两条连续转动轴线转动的角度,采用旋转变换公式得到了动平台的位姿,由机构支链的约束条件,求解得出了并联机构的位置反解;又由空间的坐标向量关系及性质系再次推导出了该并联机构的位置反解。该机构结构简单、关节数目少的特点,易于标定和控制,故具较好的应用前景。     

数控机床动态特性测试与分析研究

应用试验模态分析方法对某型号数控机床进行了模态试验,得到其固有频率、阻尼比、模态振型、动刚度等参数。测试结果表明,主要薄弱环节集中在滑枕、滑板、立柱处。将现代测试手段和模态分析技术相结合,在综合分析实验结果的基础上,提出在滑枕处增加镶条来提高机床动刚度的方法,并用实验验证了改进措施的有效性。     

CJK系列数控机床伺服进给系统的综合失动量研究

阐述了CJK系列数控机床伺服进给系统综合失动量产生的必然性和原因及对加工精度的影响;利用齿轮传动法隙计算的虚拟变位原理和无侧隙啮合方程,研究出了一对齿轮传动的单侧齿侧间隙的计算方法和公式;通过对机械传动链传动关系的分析,得出了闭环传动系统间隙对系统的稳定性和精度的影响程度及传动系统间隙计算方法;基于借助材料线弹性理论的分析法,指出了丝杠压缩引致工作台失动量的作用程度和计算公式,总结得出了在传动系统综合齿侧间隙和工作台系统线弹性压缩变形引起工作台综合失动量的计算步骤。并以实例分析演示了CJK系列数控机床伺服进给系统综合失动量计算步骤的实际应用方法,供设计、维护和维修工程技术人员使用和参考。