四自由度并聯(lián)工作臺(tái)靜動(dòng)態(tài)特性分析.pdf

1、本文所研究的新型并聯(lián)工作臺(tái)在空間內(nèi)有兩個(gè)移動(dòng)自由度及兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，可以與銑、鏜、加工中心等機(jī)床組合使用，能夠完成對(duì)零空間件任意角度平面及孔的加工要求。本文對(duì)該并聯(lián)工作臺(tái)的自由度分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)及靜動(dòng)態(tài)特性等進(jìn)行了研究和探討。
　　 本文首先介紹了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，敘述了本文所要研究的并聯(lián)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)目的。接著，采用螺旋理論分析四自由度并聯(lián)工作臺(tái)的自由度的數(shù)目及性質(zhì)。然后，對(duì)并聯(lián)工作臺(tái)進(jìn)行了位置分析，利用解析法給出該

2、并聯(lián)工作臺(tái)的位置反解，采用數(shù)值方法中的牛頓下山法求取了該并聯(lián)工作臺(tái)的位置正解，并利用反解驗(yàn)證了正解的正確性。利用求導(dǎo)法和螺旋法分別求取了并聯(lián)工作臺(tái)的速度雅可比矩陣，得到了并聯(lián)工作臺(tái)各支鏈輸入速度與動(dòng)平臺(tái)輸出速度之間的關(guān)系，且進(jìn)行了奇異性分析。研究了該并聯(lián)工作臺(tái)的靜力學(xué)。利用雅可比矩陣，運(yùn)用虛功原理求得了動(dòng)平臺(tái)所受外力和外力矩到驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。并通過(guò)雅可比矩陣方便的求得了并聯(lián)工作臺(tái)的剛度矩陣。對(duì)并聯(lián)工作臺(tái)有限元模型的建立過(guò)程進(jìn)行了研究

3、，選取了并聯(lián)工作臺(tái)的5種極限位姿，建立了精確有限元模型。在有限元模型的基礎(chǔ)上，對(duì)并聯(lián)工作臺(tái)進(jìn)行了靜力特性分析，考察了在工作載荷下，并聯(lián)工作臺(tái)在五種極限位姿處的應(yīng)力和變形特點(diǎn)。運(yùn)用有限元軟件動(dòng)態(tài)特性分析功能，對(duì)并聯(lián)工作臺(tái)進(jìn)行了模態(tài)分析，根據(jù)分析結(jié)果，找出工作臺(tái)的薄弱環(huán)節(jié)，并總結(jié)并聯(lián)工作臺(tái)的動(dòng)態(tài)特性。對(duì)一般鉆孔空過(guò)程中由鉆削力引起的諧響應(yīng)進(jìn)行研究，找出了在鉆孔過(guò)程中應(yīng)避開(kāi)的頻率范圍。
　　 對(duì)于機(jī)構(gòu)自由度的分析，傳統(tǒng)上采用CGK公式