3-UPRP并联机床机构的运动学分析和力学仿真研究

发布时间：2023-02-16 20:11

　　由于并联机构结构的闭环特点使得其在刚度、累计误差等方面有着串联机构无可比拟的优势,因此在飞行模拟器、微操作器以及并联机床等领域广泛应用,尤其是在并联机床的应用,能够弥补传统机床和数控机床在多轴联动以及在复杂曲面等零部件加工场合的不足。本文提出了一种应用于并联机床的两转一移的3-UPRP并联机构。首先对并联机床的主体结构3-UPRP并联机构的构型进行了详细的介绍,通过旋量理论和修正自由度公式进行了自由度的分析,采取闭环矢量法对并联机构的位置问题进行了求解。对并联机构的工作空间进行了分析,通过将连接动平台的移动副布置在不同平面的办法,增大了并联机构的工作空间。对并联机构的三个驱动副进行最大值和最小值进行排列组合,通过仿真分析得到了并联机构动平台顶点的工作边界并且得到了并联机构在工作边界下的速度以及加速度曲线图。利用矢量法和拆杆法对并联机构的静力学进行了研究,根据静力平衡公式得到机构各个运动副的受力情况。设定机构各个杆件的质量足够小,同时令机构运动速度很小,即在忽略机构各个构件惯性力的前提下对机构的静力学进行仿真分析。在静刚度方面依据柔度与刚度的关系,分析了并联机构支链中的各个杆件的柔度矩阵...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 并联机床研究现状
    1.3 并联机构研究现状
        1.3.1 两转一移并联机构研究现状
        1.3.2 并联机构位置分析研究现状
        1.3.3 并联机构静力学研究现状
        1.3.4 并联机构工作空间研究现状
        1.3.5 并联机构静刚度研究现状
        1.3.6 并联机构动力学研究现状
    1.4 本文主要内容及安排
    1.5 本章小结
2 3-UPRP并联机床机构的运动学分析
    2.1 引言
    2.2 3-UPRP并联机构构型介绍及自由度分析
        2.2.1 3-UPRP并联机构的构型介绍
        2.2.2 3-UPRP并联机构的自由度分析
    2.3 3-UPRP并联机构的位置逆解分析
    2.4 3-UPRP并联机构的工作空间分析
        2.4.1 工作空间的介绍
        2.4.2 工作空间的求解与分析
        2.4.3 机构工作空间的优化
    2.5 3-UPRP并联机构的速度和加速度分析及仿真
        2.5.1 速度分析
        2.5.2 加速度分析
        2.5.3 速度和加速度仿真分析
    2.6 本章小结
3 3-UPRP并联机床机构的静力学分析
    3.1 引言
    3.2 3-UPRP并联机构的静力学分析
        3.2.1 静力学分析的坐标系建立
        3.2.2 各个构件静力学分析
    3.3 3-UPRP并联机构静力学的数值仿真分析
    3.4 本章小结
4 3-UPRP并联机床机构的静刚度分析
    4.1 引言
    4.2 3-UPRP并联机构的静刚度分析
    4.3 ANSYS Workbench仿真分析
    4.4 本章小结
5 3-UPRP并联机床机构的动力学研究
    5.1 引言
    5.2 分支影响系数矩阵的建立
    5.3 3-UPRP并联机构的动力学模型分析
    5.4 3-UPRP并联机构的ADAMS动力学仿真
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3744426