基于ANSYS的柔性转动副转角刚度研究-论文.pdf

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1、第30卷第7期(下)赤峰学院学报(自然科学版)V01．30N0．72014年7月JournalofChifengUniversity(NaturalScienceEdition)Ju1．2014基于ANSYS的柔性转动副转角刚度研究张忠奎(潍坊科技学院机械工程学院，山东寿光262700)摘要：为了适应高精密微动机构的设计需要，减小设计过程中的计算误差，本文基于材料力学变截面粱理论推导了直圆切口柔性转动副转角刚度的计算公式，并通过ANSYS仿真，验证了直圆切口柔性转动副转角刚度计算公式在实际应用中具有高的精度．关键词：转动副；刚度；ANSYS’中

2、图分类号：TH112文献标识码：A文章编号：1673—260X(2014)07—0035—02柔性铰链是微动并联机器人机构非常重要的由材料力学公式推导出梁上曲翠与弯矩的关组成部分，其刚度对微动并联机器人机构工作性能系为：有直接影响[1]，直圆切口柔性转动副是柔性铰链的1：(1-2)p(x)EI(x)、重要组成部分因此对柔性转动副刚度的分析为研式中：M(x)代表分布力矩究微动并联机器人机构柔度和精度特性提供了很弹性模量与截面惯性矩的乘积大的方便．由曲线上任一点曲率半径公式得：1直圆切口柔性转动副转角刚度公式推导微动并联机器人机构采用直圆切口柔性运

3、动3p(X)一(1+(y·)副代替传统运动副，并通过柔性关节受力变形实现所以由式(1—2)和式(1-3)可得：力和运动的传递[21．如图1所示为直圆切口柔性转动副的结构示意图．±赤器4因为每一小段的实际转角很小，即o【一0，y’0，所以式(1—4)可以简化为：’=(1-5)将上式积分，结合公式(1—1)可得：=』dx(1-6)由于铰链只是受Z方向的转矩Mz作用，所以图1直圆切口柔性转动副简图Mz(x)在总长的各截面近似为常数M．由材料力学知依据材料力学理论我们把柔性铰链假设成变识知：截面梁来分析，柔性铰链受到X，Y，Z方向的转矩分I(X)一-b

4、[h(x)31c—b(2r+t-2rcos0)3一(1-7)1212别用Mx，My，Mz表示，假设柔性铰链只受z方向的又因为Mz和平行于x轴的力Fx作用，铰链的中性层发生Or．．x相对于x轴很小的位移，挠度随位置变化，每一微12Mrcosotd0(1—8)⋯⋯⋯～段的转角很小，所以：在本文中，我们研究的是直圆切口的柔性转动0／．tanOt=罢L。v’(1—1)副，所以0应取在『O，1T]，所以直圆切El的柔性转动