一种2-PPr平面并联机构的静刚度分析.pdf

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1、第9期组合机床与自动化加工技术No．92015年9月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueSept．2015文章编号：1001—2265(2015)09—0010—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．09．003一种2-PPr平面并联机构的静刚度分析木关春婉，宫金良，张彦斐(山东理工大学机械工程学院，山东淄博255049)摘要：论文针对2一PPr平面并联机构的静刚度进行了研究，在分析了机构支链类型与受力的情况下，提出了节点位移叠加方法。

2、首先对机构进行子结构划分并分别求各子结构刚度，再对机构进行静力学分析，得出各节点位移，最后应用节点位移叠加方法得出在外力作用下系统末端点的位移，根据外力与机构整体变形之间的关系建立机构整体静刚度模型。通过实例验证了该方法的可行性。关键词：并联机构；静刚度；位移叠加法中图分类号：TH166；TG659文献标识码：AStaticStifnessAnalyzingofa2-PPrPlanarParallelMechanismGUANChun．wan．G0NGJin．1iang．ZHANGYan．fei(SchoolofMechanic

3、alEngineering，ShandongUniversityofTechnology，ZiboShandong255049，China)Abstract：Staticstiffnessofthe2．PPrplanarparallelmanipulatorwasstudied．Basedontheanalysisofthebranchedchaintypeandstressconditionofthemechanism，thesuperpositionmethodofnodaldisplacementwasputforward

4、．First，dividedthemanipulatorintoeachsubstructures，andsolvedtheirstiffnessrespective—lY．Thencarriedoutthestaticsanalysisofthemanipulatortoobtaineachnodedisplacements．Last．nodedisplacementsuperpositionmethodwasappliedtoworkoutthedisplacementofthesystemendpointunderthea

5、ctionofexternalforce．AccordingtotherelationshipbetweentheexternalforceandtheorganizationO—veralldeformation。theorganizationoverallstaticstiffnessmodelwassetup．Verifiedthefeasibilityofthemethodthroughanexample．Keywords：parallelmechanism；staticstiffness；displacementsup

6、erpositionmethod叠加法的思想是，每一个节点的位移都会影响末端节0引言点位移，将所有节点位移叠加，则得到末端点的总位刚度是并联机构非常重要的设计评价指标，因此移。该方法考虑了杆件、运动副及轴承等刚度，精度较国内外学者对并联机构的刚度进行了很多研究。现有高，计算量也较小。的并联机构静刚度分析方法包括有限元分析法、静刚12一PPr平面并联机构刚度求解度解析模型分析方法等。有限元分析主要是用有限元思想，根据变形和应力分布情况，从而对样机的尺度参1．1机构描述数和截面参数进行改进。刚度解析模型需要建立机2-PPr平面并联机

7、构如图1所示，该机构由两条相构的操作力和末端变形之间的映射。Gosselin借助同的运动支链组雅可比矩阵，建立了仅考虑主动关节弹性的刚度模型，成，每条运动支提出了并联机构的刚度映射矩阵。以此为基础，学者链都包含2个连们考虑了机架及支链组件变形，对并联机构进行了静杆、4个转动副和刚度分析，后又证明了几何变形的忽略对所求得的1个滑块。每个系统刚度有一定影响，并把这一新的刚度矩阵称之为连杆的结构尺并联机构的守衡转换刚度矩阵。寸、材料完全相对2-PPr平面并联机构而言，从动链中包含承重同，且都通过转杆件，故从动链刚度对总体刚度的影响不可

8、忽略，而守动副连接于滑块图12-PPr平面并联机构恒协调法计算机构刚度时仅考虑主动链部分的刚度，与动平台上。两个滑块由滚珠丝杠副驱动，并在导轨上所以不适用于该机构。有限元方法计算较为精确，但沿同一条直线运动，导轨固定在基座上。8个转动副轴是计算量过大，故提出了节