改進(jìn)型3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、目前,大型艦船用螺旋槳尺寸大,加工裝備存在單面加工、槳葉易振顫、剛性差、二次裝夾、加工工期長(zhǎng)等不足。首次提出了基于混聯(lián)機(jī)構(gòu)(并聯(lián)+串聯(lián))的雙刀雙面對(duì)稱加工的方法。有利于消除加工過程中產(chǎn)生的懸臂梁效應(yīng),減弱振顫,提高加工效率和加工精度。混聯(lián)機(jī)構(gòu)由串聯(lián)機(jī)構(gòu)和三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)組成,串聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)X、Y向運(yùn)動(dòng),并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸刀具的Z向運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)運(yùn)動(dòng)。本課題主要研究混聯(lián)機(jī)構(gòu)中的3-RPS并聯(lián)主軸裝夾機(jī)構(gòu)。
　　首先針對(duì)少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)導(dǎo)致并

2、聯(lián)機(jī)構(gòu)存在運(yùn)動(dòng)參數(shù)耦合的問題,借助空間機(jī)構(gòu)學(xué)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自由度計(jì)算和運(yùn)動(dòng)參數(shù)解耦,利用數(shù)值法和解析法分別完成并聯(lián)機(jī)構(gòu)的正、逆解分析,求得了機(jī)構(gòu)的速度雅可比矩陣,推導(dǎo)了位置、速度的正反解公式。對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了靜力學(xué)分析,推導(dǎo)了靜力平衡方程,求得了機(jī)構(gòu)的力雅可比矩陣,確定了外力和驅(qū)動(dòng)力及約束力之間的映射關(guān)系。
　　其次采用極限邊界法搜索并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間,并基于工作空間的要求設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的各部分尺寸。對(duì)機(jī)構(gòu)各主要部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選用,利用S

3、olidWorks建立了各構(gòu)件的模型,并進(jìn)行裝配,得到并聯(lián)機(jī)構(gòu)的三維實(shí)體模型。
　　然后基于仿真分析軟件ADAMS建立了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的仿真模型,對(duì)機(jī)構(gòu)的自由度分析以及正反解分析進(jìn)行了仿真驗(yàn)證?；诓⒙?lián)機(jī)構(gòu)的軌跡規(guī)劃,完成了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析,驗(yàn)證了理論分析的正確性和三維模型建立的準(zhǔn)確性,為并聯(lián)機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的設(shè)計(jì)選型與整機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制奠定了可靠基礎(chǔ)。
　　最后利用有限元分析軟件PATRAN,對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行靜剛度分析,得到