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《柔性铰链转动刚度计算公式的推导》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第41卷第#期仪器仪表学报4$$&年4月柔性铰链转动刚度计算公式的推导!吴鹰飞周兆英"清华大学精密仪器与机械学系北京#$$$%&’摘要柔性铰链作为无摩擦的支点有着成千上万的应用(以力学的基本公式和微积分为基础(给出了一般柔性铰链转动刚度计算公式的推导过程)在此基础上(得出了常用的直圆柔性铰链的设计计算公式(计算公式是精确的推导结果(且在表达上较迄今沿用的*+,-.给出的柔性铰链精确设计计算公式来得简洁(有利于柔性铰链及其机构的计算和分析)当直圆柔性铰链的切割半径与最小厚度相当时(*+,-.给出的简
2、化公式存在一定的误差(这里的计算公式尤其适用于该类直圆柔性铰链)关键词柔性铰链直圆柔性铰链柔性铰链刚度柔性铰链柔度解析公式/0123456768/095:7;<2=456768>?0@2A0B57:0CDEFGHIJFKL-DKL+-MFGH"NOPQRSTOUSVWXROYZ[ZVUU[SR]TOUS[QU^_OY‘QUVaVbc(d[ZUb‘]QeUZfOR[ZSc(gOZhZUbijjjkl(m‘ZUQ’no94A=34pqJrD,JLFGHJ.+,JD.Js+.I,FtuF-GvI,JJ
3、wFx-u.FGuL-D.+Gs.-I+wwqFt+uF-G.yz+.Js-GuLJ{+.FtJ
4、D+uF-G.-I}JtL+GFt.+Gst+qtDqD.(uLF.w+wJ,w,J.JGu.uLJsJsDtuF-Gw,-tJ..-IsJ.FHGJ
5、D+uF-GI-,t+qtDq+uFGHuLJ,-u+uF-Gt-}wqF+GtJ-,.w,FGH,+uJ-IIqJrD,JLFGHJy~GuLJ.+}JuF}J(uLF.w+wJ,+q.-w,J.JGu.uLJ,-u+uF-Gt-}wqF+GtJJ
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7、D+uF-G-I,FHLutF,tDq+,IqJrD,JLFGHJ!LFtLF.uLJ}-.uw-wDq+,D.JsIqJrD,JLFGHJ(uLJJ
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14、D+uF-G来了极大的方便)由于精确计算公式十分复杂(针对当,引言时所应用的柔性铰链的最小厚度远小于半径的特点(还给出了该种情况下的简化计算公式)柔性铰链作为无摩擦的支点有着成千上万的应自从4$世纪5$年代末(美国国家标准局利用柔用(它们包括-陀螺仪.加速度计.天平.导弹控制喷嘴.性铰链机构放大压电致动器的位移243(带有压电致动控制器.指示器.记
15、录器.控制面.调整器.阀.放大连器的柔性铰链机构在许多领域被广泛使用(如-微操纵杆.计算机.继电器和传递连杆)器2632&703257%3.精密平台.光学显微镜聚焦系统.打印在设计柔性铰链时(柔性铰链的刚度"柔度’计算头2/32#$32##32#43.直线马达.金刚石车床.)$8.9射线干是关键)早在#/01年(*+,-.和CJF.{-,s便给出了柔涉仪2#63等)性铰链的设计计算公式(并一直沿用至今2#3压电致动器具有运动平稳.分辨率极高.刚度大和)由此(避免了繁杂.费时的数值计算(给柔性铰链的
16、设计计算带能量转换效率高等特点(是精密定位的理想驱动元件)!本文于4$$4年#月收到)-BM仪器仪表学报第B%卷虽然压电元件可提供大的输出力!但即使是层叠了其相关的符号)式的压电致动器一般也仅有几至几十微米的位移!而图-表明了柔性铰链的几何结构+受力和变形)柔在许多工程应用中需要更大的运动范围"#$#%&性铰链的几何尺寸为宽度:+最小厚度<+切割半径=+高度>和圆心角?柔性铰链左端所受力矩为@假#$%’’或更大()柔性铰链利用了弹性材料微小角变’)5)形及其自回复的特性而具有许多优
