飞机装配用3RPS并联机床若干关键技术研究

admin · 发表于 2024-2-19 16:31:02

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本文介绍了并联机床的国内外发展及研究现状，对3RPS并联机床的结构参数设计，静力学分析，机床刚度分析及补偿，机床结构优化及机床静平衡等题目进行了系统的研究。根据并联机构的奇异规律，确定了机床的重要结构参数。通过拆杆法与力螺旋理论建立了一种考虑机床自身重力的静力学分析模型。采用基于运动约束求解并联机床变形的方法对考虑支链变形的机床刚度进行解析，并提出了一种基于欧拉瞬时转轴定理的刚度补偿办法对机床转动变形进行补偿。通过改变支链杆长实现机床转动及Z轴平动变形的补偿。通过机床串联工作台实现机床X轴Y轴平动变形的补偿。根据机床的结构推导出支链轴向刚度及侧向刚度的计算式，并提供一个机床变形补偿的算例。采用连接单元模拟机床中运动副，利用有限元软件Abaqus对并联机床静刚度进行分析。通过分析结果获得静平台的刚度薄弱环节，支链的变形及其对机床变形的影响规律。在静平台刚度薄弱处增加抵抗变形的筋板，并通过减小其框架尺寸的方式优化静平台结构。采用悬臂梁模型分析支链的变形，以支链质量和变形乘积最小对支链进行尺寸优化。改进后的并联机床质量显著减轻，机床变形明显减小。优化结果能够提高机床动态响应性能以及机床精度。提出了一种可用于机床静平衡的配重方案，并编程计算出了不同位姿时的最优配重大小，得到配重后三根支链中的最大驱动力随进动角变化规律。通过比较发现配重后支链受力明显减小。

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