柔順機(jī)構(gòu)的動力學(xué)研究.pdf

1、柔順機(jī)構(gòu)通過桿的彈性變形來傳遞運(yùn)動和力，具有零件數(shù)量少、重量輕、少有或者沒有關(guān)節(jié)等特點(diǎn)，有助于減少機(jī)構(gòu)運(yùn)動中的摩擦、磨損、沖擊振動和噪音，因此柔順機(jī)構(gòu)成為機(jī)構(gòu)學(xué)研究中的一個前沿課題。目前，關(guān)于柔順機(jī)構(gòu)的研究主要集中在靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面，但對于動力學(xué)特性的研究很少。本文系統(tǒng)地對柔順機(jī)構(gòu)的動力學(xué)建模、頻率特性、動態(tài)應(yīng)力和傳力特性等方面進(jìn)行了研究。 首先，建立了柔順機(jī)構(gòu)的偽剛體模型。以靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)條件下的偽剛體模型為基礎(chǔ)

2、，充分考慮柔順桿的動力學(xué)影響，建立了柔順機(jī)構(gòu)的動力學(xué)模型。同時對幾種典型的柔順機(jī)構(gòu)動力學(xué)建模進(jìn)行了分析，并指出柔順桿末端不同的受力情況對動力學(xué)模型精度有很大影響。該模型的建立為本文整個研究工作奠定了基礎(chǔ)。 其次，以偽剛體模型為基礎(chǔ)，對一個平行導(dǎo)向柔順?biāo)臈U機(jī)構(gòu)的頻率特性進(jìn)行了分析。通過對機(jī)構(gòu)偽剛體模型的動力學(xué)方程進(jìn)行理論推導(dǎo)，得到了機(jī)構(gòu)參數(shù)與固有頻率之間的變化規(guī)律，并且通過數(shù)值算例驗(yàn)證了截面參數(shù)、材料特性等對機(jī)構(gòu)的頻率的影響。

3、 然后，對柔順機(jī)構(gòu)的應(yīng)力進(jìn)行了分析。從理論上分析了柔順桿應(yīng)力的變化規(guī)律，指出其最大應(yīng)力發(fā)生在固定端處。運(yùn)用偽剛體模型明確給出了柔順桿固定端以及沿著桿長的應(yīng)力計(jì)算方法。并以一平行導(dǎo)向柔順?biāo)臈U機(jī)構(gòu)為例，驗(yàn)證了偽剛體模型在分析柔順機(jī)構(gòu)動力性能方面的有效性。 最后，論文應(yīng)用偽剛體模型對柔順機(jī)構(gòu)的傳力特性進(jìn)行了的分析。并結(jié)合剛體機(jī)構(gòu)的瞬心法，系統(tǒng)地分析了柔順機(jī)構(gòu)各種傳力型式。通過對一個柔順?biāo)臈U機(jī)構(gòu)的數(shù)值算例進(jìn)行分析，結(jié)果表明了柔順機(jī)構(gòu)