复杂曲面切割机变胞机构构态变换稳定性研究.pdf

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1、2013年6月机床与液压June2013第4l卷第11期MACHINETO0L＆HYDRAULICSVo1．41No．1lDOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．11．010复杂曲面切割机变胞机构构态变换稳定性研究刘秀莲，刘俊香，张校东，王洪光(1．黑龙江科技学院机械工程学院，黑龙江哈尔滨150027；2．哈尔滨工程大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150001；3．中国重型汽车集团有限公司质量部，山东济南250013)摘要：通过ADAMS仿真分析了空间复杂曲面切割机变胞机构构态切换时刻的冲击问题，利用改变驱动关节的运动规律的方法使得冲击最小化，并通过仿

2、真验证了该方法的有效性，保证了变胞机构构态切换时机构运动的稳定性。关键词：变胞机构；构态变换稳定性；仿真研究中图分类号：TH113．2+5文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)11—039—3ResearchonConfigurationTransformationStabilityfortheComplex-surfaceCuttingMetamorphicMechanismLIUXiulian’，LIUJunxiang，ZHANGXiaodong，WANGHongguang(1．SchoolofMechanicalEngineering，Heilongjia

3、ngScienceandTechnologyUniversity，HarbinHeilongjiang150027，China；2．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，HarbinEngineeringUniversity，HarbinHeilongjiang150001，China；3．QualityDepartment，ChinaNationalHeavyDutyTruckGroup，JinanShandong250013，China)Abstract：Theimpactproblemwhenthecomplex-SUl~a

4、cecuttingmetamorphicmechanismwaschangedtheconfigurationwasann—lyzedthroughADAMS．Theimpactwasminimizedbychangingthemotionlawofthedrivejoint．TheeffectivenessofthismethodWasverifiedthroughsimulation．Sothestabilityofmetamorphicmechanismisensured．Keywords：Metamorphicmechanism；Configurationtransfo

5、rmationstability；Simulationresearch变胞机构的构态变换是变胞机构研究的重要内构的自由度亦发生相应变化。容，由于机构构态的突然改变，变胞机构在这个时刻由直口切割向坡口切割转换状态可以看作曲面切会发生冲击，冲击对变胞机构的影响是变胞机构研究割变胞机构的第一构态，此时切割机构具有移动副和的一个难题。文献[1]在ADMAS中对变胞机构进转动副，变胞机构为两自由度五杆机构，如图1(a)行动力学建模和仿真，通过仿真计算得出各个构件动所示。变胞机构的第二构态是坡口切割状态，此时转力学参数变化曲线；文献[2]利用高斯最小约束原动副在坡口切割位置锁死，构件5与构

6、件1固结在一理以及拉格朗日乘子法验证了变胞机构在构态切换时起，整个机构为演化后的四杆单自由度摆动机构，如刻冲击振动的存在，并计算出冲击前后的瞬时速度；图3(b)所示。曲面切割机在进行直口切割时可看文献[3]利用齐次变换矩阵建立了变胞机构的运动做为变胞机构第三构态，割枪空间姿态始终处于垂直学数学模型，并对其运动进行了仿真，提出了变胞机状态，整个切割机构整体处于锁定状态，机构内部不构在构态切换时有加速度突变。但是如何解决变胞机存在相对运动，可视为一根刚性随动杆，本身自由度构构态变换过程中的碰撞冲击问题却很少研究[4]。为0。1曲面切割变胞机构变胞特性分析空间复杂曲面切割机变胞机构的

7、具体结构见文献[5]，在整个加工过程中变胞切割机构存在3个加工状态，即直口切割向坡口切割转换状态、坡口切割状态、直口切割状态。在此过程中，机构为适应不同的加工要求，必须适当地调整变胞机构中摆动自由度和(a)直、坡1：3切割转换(b)坡口切割变胞自由度的工作状态，使其拓扑结构发生改变，机图1变胞机构构态收稿日期：2012—05—23基金项目：国家自然科学基金资助项目(51175099)作者简介：刘秀莲(1979一)，女，博士研究生，讲师，主要从事机械设计理论与机械优化设计的研究。E—mail：