一种新型并联机床的刚度和固有特性的有限元分析

建立了一种新型并联机床刚度分析和弹性动力学分析的有限元模型，研究了参数变化对主进给机构刚度和固有频率的影响，计算结果表明：该新型并联机床与基于Stewart平台的并联机床相比，Z方向刚度与相当而X、Y方向的刚度优于后者；加大中间腿的截面积可以大大提高并联机床的刚度，研究结果为优化并联机床的结构参数，提高其结构搞震性和切削稳定性奠定了基础。     

新型并联机床的固有特性研究

新型并联机是空间多环机构在数控机床不上的应用，本文建立了该机庆的弹性动力学有限元模型，并确定了机床的结构参数种典型的加工轨迹，经过有限元实例计算得到了机床一阶有频率变化曲线，通过对计算结果的分析得出机床固有频率随机床结构参数和刀头姿态变化的规律。本文的研究对在机床设计阶段提高机床的动力学性能具有重要意义。     

一种并联机床约束机构参数对工作空间的影响分析

以一种3-UPS并联机床为研究对象,研究了此并联机床工作空间的特点,并分别分析了约束机构各杆长度变化和各关节转角范围变化对工作空间形状的影响情况.通过研究其约束机构的结构参数对机床工作空间的影响所得的结论,对于确定此并联机床的工作空间形状,以及根据工作空间的大小进行机床的结构尺寸设计都具有重要意义.     

面向装配的并联机床描述的信息化方法

在分析总结并联机床装配结构特征的基础上，提出了并联机床装配层次结构。并基于广义串联机构的定义改进了并联机床描述原则。在此基础上，研究了并联机床存储结构形式，使外部抽象的描述模型有效地转化为计算机内部的数据存储模型，实现了并联机床装配设计过程信息化的关键一步。     

温度对交叉杆并联机床加工精度的影响分析

研究了环境温度对交叉杆并联机床加工精度的影响。采用闭环矢量法建立了该并联机床的运动学反解方程,并基于该方程通过优化算法建立了该机床的位姿误差模型,分析并比较了由环境温度变化引起的机床加工误差。研究表明,环境温度变化产生的驱动杆杆长误差相对较大,使得并联机床加工精度降低,由环境温度引起的机床加工误差在误差分析与补偿过程中是不可以被忽略的。为了提高并联机床的加工精度,必须对其工作环境温度进行控制或进行温度补偿。     

一种基于4PUS ＆ 1PU^＊U机构的并联机床几何误差分析

以一种并联机床为研究对象，分别建立了在不同误差影响因素作用下并联机床的几何误差模型，并采用叠加法获得在这些因素作用下并联机床的误差解析式。为了表征这些因素的误差影响程度，提出一类基于绝对误差敏感度的误差性能指标。通过计算分析，获得了在工作空间中这些因素对并联机床误差的影响力以及影响方向，这些结论反映出并联机床的一些结构特性，并为并联机床精度设计、标定和误差补偿提供了方向性的指导。     

并联机床研究现状与展望

并联机床作为机床技术和机器人技术相结合的产物，与传统结构机床相比具有很多的优点，简要介绍了目前国内外并联机床的发展现状和未来趋势，以及关键技术的研究进展，提出了发展并联机床需要解决的若干理论与技术问题，以及解决这些问题的可行途径。     

多功能模块化串并联机床结构的研究

在分析当前机床技术发展的趋势的基础上，提出了一种新型模块化并联机床结构，机床主运动的实现采用并联机构，工件的进给运动由串联机构实现。研究了机床主运动模块平面二自由度机构的运动特性，给出了机构运动学正反解。机床采用模块化结构设计，据加工需要，可方便快捷地组合设计不同自由度的机床；运动机构串并联相结合，既具有结构简单，刚度重量比大，响应速度快的特点，又具有工作空间较大的特点。     

基于ADAMS的并联机床动力学逆解仿真

以3-TPT并联机床作为研究对象,利用MATLAB软件对其进行动力学逆解仿真,并做出各杆轴向驱动力的理论变化曲线。然后,在ADMAS/View中,对并联机床各个零件进行建模并装配,并对其进行仿真,从而得到了各杆移动副合力的变化曲线。最后,通过同理论变化曲线相比较,从而验证了动力学逆解方程的正确性。同时也说明该并联机构在空间运动时,具有良好的平稳性。利用虚拟样机技术对并联机床运动学进行研究,避免了复杂的数学建模与推导,从而大大缩减了运动学分析工作量。     

6-UPS并联机床静刚度的有限元分析和实验研究

用有限元方法分析一种6-UPS并联机床的静刚度，基于AN—SYS建立该机床的有限元模型，考虑了并联机床的支链和机架的变形，并利用Matrix27单元来模拟铰链；通过APDL语言实现有限元模型的参数化设计，计算出并联机床在工作空间内的刚度分布。静刚度实验表明了该模型的有效性。通过该有限元模型还可以对并联机床的动态性能做进一步分析。     

多自由度系统准静态刚度理论研究

通过对多自由度系统的模态函数进行分析和研究,探讨了多自由度系统的准静态刚度理论,并分析了多自由度系统在准静态区内动柔度与静柔度之间的理论误差,在机床准静态刚度试验中得到了验证,解决了用单自由度理论研究的准静态刚度试验方法可应用于多自由度机床静刚度测量的理论问题。     

机床结合部特性的理论解析及应用

对机械结构的结合部特性进行了理论解析,从基本的动力学方程出发,推导出单平面结合部静位移与结合部受力之间的关系,进而转换为静刚度的表达式;并基于一个振动周期中某方向的输入能量与阻尼消耗的能量相等的概念,推导出单平面结合部阻尼的表达式。将机械结构中的多平面结合部,看成是多个单平面结合部的组合,而将回转结构等效为正多面体。由此,在机床结合部结构形式、受力大小确定的条件下,可以计算出结合部的等效结合刚度和阻尼。为了在机床整机动力学建模中融合结合部的特性,给出刚性结合和柔性结合两种情况下的协调方程。通过对XK712B立式镗铣床的整机建模和计算,并与试验结果进行比较,结果表明,综合静刚度相对误差的绝对值小于5%,固有频率相对误差的绝对值小于9%。将结合部特性融合到机床整机模型中,可以更精确地预测机床整机的综合静动态特性。     

基于实验分析的机床结构有限元建模及其应用研究

针对一台数控弧齿锥齿轮铣齿机,进行机床整机的有限元动态和静态分析,测量机床静刚度,进行模态实验测试及分析.结合有限元模态分析结果,依据重要的实验模态和机床静刚度修正导轨结合部有限元模型参数.对机床整机结构进行改进,通过有限元分析计算,改进后整机结构动、静刚度明显提高.为确定机床导轨结合部模型参数提供一种研究思路与方法.     

Experimental studies of the static rigidity of a five-coordinate milling machine with parallel kinematics

Results of experimental studies of the rigidity of the carrying system of a machine with a mechanism of parallel kinematics that has a hexapod structure are considered. A table of the rigidity values of milling machines and a device with a similar structure is presented. Possibilities are found for increasing the static rigidity of the carrying system of a Hexamech-1 model machine, developed on the basis of a Gough-Stewart platform.     

圆桌机悬臂支撑架的有限元分析

悬臂支撑架是圆桌机的重要基础部件,它的动态和静态特性直接影响机床的加工精度及精度稳定性。采用有限元软件ANSYS,对悬臂支撑架进行静力分析与模态分析,得到应力分布规律和振动特性。静力分析结果表明该悬臂支撑架的强度和刚度都满足设计要求;模态分析结果表明加强筋和前后连接板的局部刚度相对薄弱,但悬臂支撑架总体固有频率满足稳定性要求。根据分析结果,悬臂支撑架有优化的空间,为进一步改进支撑架结构提供了理论依据。     

基于FEM的单臂塔式起重机模态及谐响应分析

塔式起重机是建筑施工领域中的重要起重设备,其工作稳定性与施工安全密切相连。为了验证塔式起重机结构的稳定性,通过FEM(有限元法)对某型塔式起重机模型的3种典型工况进行静动态特性分析,主要分析其静强度、模态、谐响应等方面。经过分析,该机静强度满足设计要求,振幅位移最大处主要位于起重臂和平衡臂的端部。通过模态分析可知该机固有频率较低,各阶频率相差不大,且在某些频率下与塔机易发生共振。因此,应加强起重臂和平衡臂端部的强度和刚度,并在塔式起重机工作过程中应避免共振频率,以免发生共振导致安全事故。     

MM52160龙门导轨磨床立柱的拓扑优化

对MM52160龙门导轨磨床的立柱部分进行结构拓扑优化.建立立柱三维模型,对其进行静力学分析和模态分析.在原有模型不改变质量的情况下进行简化模型,结果表明：简化模型比原模型的最大静态位移减小了2.42 μm,第一阶固有频率提高了2.85％.对篱化模型进行拓扑优化,查看材料分布.对优化后的结构进行动静态刚度分析,分析结果表明：优化后的结构对比原模型后最大静态位移减小了0.81 μm,第一阶固有频率提高了3.72％,质量减少了15％.通过结构拓扑优化,优化后的结构动静态刚度提高了,质量减少了.     

基于ANSYS的加工中心电主轴静态性能分析

为了研究电主轴单元抵抗静态外载荷的能力及抗振性,以改善其在静态外载荷作用下的变形及自激振动,以高速卧式加工中心(THMS6340)的电主轴单元为研究对象,阐述了影响电主轴单元静态特性的主要设计参数,采用ANSYS有限元分析软件对电主轴单元进行了简化建模、静态性能分析,获得了电主轴单元的变形,并运用达朗伯原理得出其刚度,且经过分析比较、验证了该电主轴单元的刚度。这一电主轴单元的静态分析研究为其进一步的动态分析提供了必要的依据。     

高速龙门加工中心直线进给系统的动力特性

本文阐述了高架桥式龙门加工中心的直线进给系统在高速度、高加速状态下所产生的动力特性问题。根据多刚体动力学理论,对高速机床的虚拟样机模型进行动力学仿真分析。通过变加速方法降低惯性力,提高了机床的静刚度,改善了机床的动力学性能。     

基于结合面的龙门五面加工中心虚拟建模及静刚度研究

静刚度是机床性能的重要指标,有必要在设计阶段对其进行预估。针对正在设计中的Linear MC6000型龙门五面加工中心机床,在CAD软件UGNX2.0环境中建立了其各部件及整机的三维实体模型。在有限元分析软件ABAQUS6.51环境中,用弹簧单元来模拟滑块与直线导轨的接触刚度,建立了机床的有限元模型,并对其静刚度进行了分析。