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设计与研究DesignandResearch
基于 Workbench的混联机床静刚度分析
李兴山① 蔡光起②
(①沈阳理工大学机械学院,辽宁 沈阳110168;
②东北大学机械工程与 自动化学院,辽宁沈阳l10004)
摘 要:为了研究混联机床的静刚度 ,首先利用 Solidwoks建立 2TPT-PTT混联机床 的三维实体模型,采用
有限元方法对混联机床的刚度进行研究。在 Workbench环境下,建立了2TPT-PTT混联机床 的静
刚度有限元模型,并对机床在不同受力情况下的静态刚度进行分析。研究结果表明:该机构 z向的
刚度远大于 、y向的刚度,其 中虎克铰及平行机构的刚度是影响机床整体刚度的重要因素。
关 键 词 :混联机床 有限元 静刚度
中图分类号 :TP242.2 文献标识码 :A
StaticstiffnessanalysisofhybridparallelmachinetoolsbasedonW orkbench
LIXingshan CAIGuangqi
(@SehoolofMechanicalEngineering,ShenyangLigongUniversity,Shenyang110168,CHN;
②SchoolofMechanicalEngineeringAutomation,NortheasternUniversity,Shenyang110004,CHN)
Abstract:The3D modelof2TFr—PrI丫rhybridparallelmachinetoolissetupandthefiniteelementmethodiSused
toanalyzethestaticstiffness.TheFEM modelofstaticstiffnessof2TPT— hybridparalleImachine
too1isbuiltinWorkbenchandthestaticstiffnessiSstudiedwithdifferentforoe.Theresultindicatesthat
thestatic:stiffnessinZ directioniSlargerthanthestiffnessinX andYdirectionsandthehook ointand
parallelmechanism aretheimpo~antfactorstoeffectthestiffnessofthewholemechanism.
Keywords:HybridParallelMachineTools;FiniteElement;StaticStiffness
并联机床 (Parallelmachinetools)是机器人技术与 矩阵分析 、映射模型分析和有限分析等方法 。
机床结构技术相结合的新型机床,与传统的串联机床
1 2TPT—PTT混联机床的机构组成
相比,具有精度高、刚度大、易实现复杂 曲面加工等优
点。近年来,各工业部门及研究机构相继开展这方面 2TPT—PTT并联机床是基于东北大学3一T 并联
的研究。 目前的并联机构大多基于 Stewart平台及其
变形结构,该结构存在1=作空间复杂、姿态能力 、运
动学解析求解 困难、驱动控制复杂等不足。为了有效
解决纯并联机构存在 的不足,充分发挥 串并联机构的
特点,在机构的结构设计 L常采用混联机构,形成了新
型的混联机床 ~ 。 2
机床的整体刚度为机床的各种构件对切削力及重
3
力移位所产生的反应特性,是机床抵抗恒定载荷的能
力,保证机床加工精度和表面加工质量的重要性能指
标。它影响机床的抗振性 、运动平稳性等性能。因此,
并联机床的刚度研究是提高其工作性能的一个重要途
径。由于混联
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