一种新型4-DOF并联机床机构构型的研究与分析
发布时间：2024-05-18 08:21
随着我制造大国的日益强盛,制造业日渐发达,数控机床被应用于各个行业和领域,扮演着极为重要的角色。随着数控机床技术的发展,机床大致被分为串联机床、并联机床和混联机床三大类。其中并联机床以其具有较高的刚度重量比、较快的响应速度快、较高的加工精度、较好的机械柔性等特点发展成为机床的主流。同时并联机床还因具有机构工作空间较大、灵活性高、加工范围大的等优势成为某类难加工零件或特种制造领域的必备加工设备之一。本文基于并联机床的优点,用一种新型的并联机构作为并联机床的机械构型,设计出一种新型4-DOF并联机床。其主要研究内容如下:对该4-DOF并联机床从构型设想到构型描述,用INVENTOR三维建模软件对并联机床进行建模,并模拟其四个自由度运动的动画。证实该机构的可行性,同时给出机构的机械结构简图。并使用修正的机构自由度计算公式验算了其自由度。对该4-DOF并联机床机构进行了运动学分析。在机构上建立相对的静态和动态坐标系,得到机床动平台的旋转角度变化方程和机床的刀具头相对于动平台坐标系{B}的方向矢量,再逆向求解出并联机构的逆运动学方程和各驱动滑块的速度关系矩阵。最后用MATLAB软件对机床各个驱动...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 并联机床国内外的发展现状
1.2.1 并联机床在国际上的发展现状
1.2.2 并联机床在国内的发展现状
1.3 并联机床的发展趋势
1.4 课题研究目的
1.5 本文的主要研究内容
2. 2T2R四自由度并联机床机构构型综合
2.1 引言
2.2 并联机床机构构型的研究
2.2.1 并联机床机构构型的研究现状
2.2.2 铣削与并联机床机构构型设想描述
2.3 2T2R四自由度并联机床机构构型设计
2.3.1 2T2R四自由度并联机床机构构型描述
2.3.2 2T2R四自由度并联机床的三维建模
2.3.3 并联机床机构构型的分体式虎克铰结构设计
2.3.4 并联机床机构构型的槽销副结构设计
2.3.5 槽销副、分体式虎克铰和花键轴部件的设计
2.3.6 2T2R四自由度并联机床机构的自由度验算
2.4 本章小结
3. 2T2R四自由度并联机床的构型运动学分析
3.1 引言
3.2 2T2R四自由度并联机床机构构型的位置分析
3.2.1 机构的正运动学分析
3.2.2 机构的逆运动学分析
3.3 2T2R四自由度并联机床机构构型的速度分析
3.4 基于MATLAB软件的数值算例
3.5 本章小结
4. 2T2R四自由度并联机床机构构型的工作空间分析
4.1 引言
4.2 并联机床机构工作空间的研究现状
4.3 并联机床机构工作空间的定义
4.4 并联机床工作空间分析方法概述
4.4.1 并联机床机构工作空间分析方法与特点
4.4.2 并联机床机构工作空间的影响因素
4.5 2T2R四自由度并联机床机构的工作空间分析
4.5.1 2T2R四自由度并联机床机构的结构参数与约束条件
4.5.2 2T2R四自由度并联机床机构的工作空间分析
4.6 基于MATLAB软件的并联机床机构工作空间分析
4.6.1 基于MATLAB软件的工作空间搜索法
4.6.2 基于搜索法的四自由度并联机床机构的工作空间求解
4.7 并联机构驱动滑块的必要行程长度
4.8 本章小结
5. 2T2R四自由度并联机床机构灵巧度与奇异性分析
5.1 引言
5.2 2T2R四自由度并联机床灵巧度与奇异性研究现状
5.2.1 并联机构灵巧度的研究现状
5.2.2 并联机构奇异性的研究现状
5.3 并联机床机构构型的灵巧度分析
5.3.1 并联机构灵巧度的评价指标
5.3.2 2T2R四自由度并联机床机构的雅可比矩阵分析
5.3.3 2T2R四自由度并联机床机构的灵巧度分析
5.4 2T2R四自由度并联机床机构的奇异性分析
5.4.1 并联机构的奇异性评价指标
5.4.2 2T2R四自由度并联机床机构的奇异性分析
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：3976698
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 并联机床国内外的发展现状
1.2.1 并联机床在国际上的发展现状
1.2.2 并联机床在国内的发展现状
1.3 并联机床的发展趋势
1.4 课题研究目的
1.5 本文的主要研究内容
2. 2T2R四自由度并联机床机构构型综合
2.1 引言
2.2 并联机床机构构型的研究
2.2.1 并联机床机构构型的研究现状
2.2.2 铣削与并联机床机构构型设想描述
2.3 2T2R四自由度并联机床机构构型设计
2.3.1 2T2R四自由度并联机床机构构型描述
2.3.2 2T2R四自由度并联机床的三维建模
2.3.3 并联机床机构构型的分体式虎克铰结构设计
2.3.4 并联机床机构构型的槽销副结构设计
2.3.5 槽销副、分体式虎克铰和花键轴部件的设计
2.3.6 2T2R四自由度并联机床机构的自由度验算
2.4 本章小结
3. 2T2R四自由度并联机床的构型运动学分析
3.1 引言
3.2 2T2R四自由度并联机床机构构型的位置分析
3.2.1 机构的正运动学分析
3.2.2 机构的逆运动学分析
3.3 2T2R四自由度并联机床机构构型的速度分析
3.4 基于MATLAB软件的数值算例
3.5 本章小结
4. 2T2R四自由度并联机床机构构型的工作空间分析
4.1 引言
4.2 并联机床机构工作空间的研究现状
4.3 并联机床机构工作空间的定义
4.4 并联机床工作空间分析方法概述
4.4.1 并联机床机构工作空间分析方法与特点
4.4.2 并联机床机构工作空间的影响因素
4.5 2T2R四自由度并联机床机构的工作空间分析
4.5.1 2T2R四自由度并联机床机构的结构参数与约束条件
4.5.2 2T2R四自由度并联机床机构的工作空间分析
4.6 基于MATLAB软件的并联机床机构工作空间分析
4.6.1 基于MATLAB软件的工作空间搜索法
4.6.2 基于搜索法的四自由度并联机床机构的工作空间求解
4.7 并联机构驱动滑块的必要行程长度
4.8 本章小结
5. 2T2R四自由度并联机床机构灵巧度与奇异性分析
5.1 引言
5.2 2T2R四自由度并联机床灵巧度与奇异性研究现状
5.2.1 并联机构灵巧度的研究现状
5.2.2 并联机构奇异性的研究现状
5.3 并联机床机构构型的灵巧度分析
5.3.1 并联机构灵巧度的评价指标
5.3.2 2T2R四自由度并联机床机构的雅可比矩阵分析
5.3.3 2T2R四自由度并联机床机构的灵巧度分析
5.4 2T2R四自由度并联机床机构的奇异性分析
5.4.1 并联机构的奇异性评价指标
5.4.2 2T2R四自由度并联机床机构的奇异性分析
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：3976698
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