焊接鉸鏈間隙和構件設計方案

1、通常，由于機構制造和安裝誤差以及在運行過程中產(chǎn)生的正常磨損，使聯(lián)接構件的副元素間產(chǎn)生間隙，導致構件副元素間發(fā)生嚴重碰撞和猛烈的沖擊，增加了構件元素間的動應力，加劇了桿件磨損、增大了彈性變形，還產(chǎn)生噪聲及引起系統(tǒng)振動，從而降低了機械系統(tǒng)的整體效率。針對機構間隙問題，BAUCHAU等提出一種用于描述柔性多體系統(tǒng)中典型間隙鉸鏈的運動學的方法ZHAO等討論了鉸鏈間隙的大小對空間串聯(lián)機器人的動力學性能的影響陳江義等分析了含鉸鏈間隙并聯(lián)機構的動力學

2、KAKIZAKI等研究了含鉸鏈間隙的空間機構動力學建模，并考慮了桿件的柔性何柏巖等提出并建立了剛柔性機械臂在含鉸鏈間隙情形下的動力學模型。雖然目前國內外對機構含鉸鏈間隙時的動力學及柔性并聯(lián)機構的動力學進行了大量的分析研究，但對于含鉸鏈間隙并考慮柔性的并聯(lián)機構動力學分析還需要進一步深入。因此，以3ＲＲＲT并聯(lián)機構為對象，利用ADAMS軟件，在同時考慮天盛鉸鏈天盛鉸鏈間隙和構件柔性情況下，對其動力學性能進行分析。含鉸鏈間隙機構的動力學模型含

3、鉸鏈間隙機構的動力學模型由于含間隙的鉸鏈在運動過程中會產(chǎn)生碰撞，而金屬材料的零件具有彈性和阻尼特性，并且鉸鏈運動過程的各個狀態(tài)的變化也需要一定的過渡，為了使分析結果更加切合實際，根據(jù)運動彈性動力分析理論，為了彌補庫侖摩擦力模型不能準確描述靜摩擦到動摩擦過程中摩擦力變化情況，選用非線性彈簧阻尼接觸力模型和修正的庫侖摩擦力學模型來建立機構含鉸鏈間隙時的動力學模型。1.1非線性彈簧阻尼接觸力模型在分析機構含鉸鏈間隙的動力學特性時，需要計算接觸

4、力。為了計算鉸鏈銷軸與套筒的接觸力，需建立一個能表示兩碰撞體的材料特性、碰撞速度、接觸時的表面特征的分析模型。運用赫茲接觸模型，并考慮阻尼產(chǎn)生的能量損失來建立接觸力模型。Fn=FkFd=KδnDδ(1)式中:Fk為彈性力，F(xiàn)d為能量損耗，K為剛度因子，D為阻尼系數(shù)，δ為撞入深度，δ為碰撞速度。由于構件是金屬接觸，力指數(shù)n取為1.5。柔性構件模型柔性構件模型ADAMS中構建柔性構件的3種方式:(1)將柔性體離散化，分段形成多個剛性體(2)

5、用ADAMSAutoFlex模塊直接創(chuàng)建柔性體(3)結合ANSYS軟件平臺和ADAMS軟件建立柔性構件體。由于第3種方法建立的柔性體能比較真實地反映實際柔性體的運動情況，所以文中選擇該方法。具體操作過程如下:把在三維軟件中生成的構件模型輸入ANSYS建模軟件中，并適當選擇單元類型劃分單元。把節(jié)點建在構件與系統(tǒng)中其他構件相對運動的回轉中心處，并使用剛性接觸區(qū)域來處理該節(jié)點。對該構件模型實施模態(tài)分析，把外部使用的節(jié)點作為ADAMS模型中的節(jié)