正交簧片型大行程柔性球铰设计及柔度分析

摘要：

传统缺口型柔性球铰的工作行程较小,且存在结构构型及柔度计算复杂、加工工艺要求高等问题,不能应用于需大行程的场合.为此,设计了一种正交簧片型大行程柔性球铰,即将具有较大变形能力的簧片梁通过正交组合形成虎克铰,使其能够实现3个功能轴线方向的运动.该柔性球铰具有结构构型简单、加工制作容易和工作行程较大等优点.根据柔性球铰单个簧片梁的柔度矩阵及连接方式,采用柔度矩阵法和坐标变换方法,对柔性球铰的全局柔度矩阵进行建模和计算,通过有限元仿真和实验测试对所建立的柔度模型进行验证,并分析了柔性球铰几何参数对柔度的影响规律.结果表明:柔度理论计算值与仿真值的相对误差基本在10%以内,与测试值的相对误差在8%以内;几何参数对柔度影响程度从大到小依次是柔性簧片梁2的厚度、宽度、长度.研究结果可以为大行程空间柔顺机构的多样化设计提供参考.

关键词：簧片、柔性球铰、大行程、有限元分析、柔度

所属期刊栏目：30

分类号：TH132

资助基金：国家自然科学基金;上海市自然科学基金资助项目;机械系统与振动国家重点实验室课题资助项目

在线出版日期：2023-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：626-633