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广义三交叉簧片柔性轴承的旋转刚度特性研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH112[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学机器人研究所,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金(51105014,51275017); 北京航空航天大学研究生创新实践基金资助项目
中文摘要:

广义三交叉簧片柔性轴承(Generalized triple-cross-spring flexure pivots,GTCSFP)具有较大运动行程和较高精度特性,综合性能优良,可广泛应用于各类精密仪器。在小角度近似和无轴漂假设的前提下,利用梁约束模型应变能理论,建立GTCSFP的旋转刚度解析模型,并给出模型的适用范围和误差估算方法。模型分析结果表明:1当簧片交叉点位置参数λ=0.127 3时,扭矩与转角呈线性关系;2扭矩m和切向力f对柔性轴承具有驱动作用,径向力p会影响柔性轴承的旋转刚度;3在给定的适用范围内,特别是当λ∈[0.1,0.2]时,刚度模型准确性较高。GTCSFP的非线性有限元分析结果验证了旋转刚度模型及其分析结论的准确性。对实际加工的GTCSFP进行试验测试,试验结果与有限元分析和刚度模型的结果基本一致,模型准确性得到试验验证。所建立的GTCSFP旋转刚度模型,对其参数设计和优化具有指导意义和参考价值。

英文摘要:

Owing to excellent performances such as large movement range and high precision,the generalized triple-cross-spring flexure pivots(GTCSFP) can be widely used in precision instruments.Based on the strain energy formulation of a beam flexure,a rotational stiffness model of GTCSFP is derived,and the applicable scope and error estimation method are given.In the process of establishing the simplified model,zero axis drift is assumed and trigonometric functions are approximately treated.The following conclusions can be drawn.When the intersection point locates at 12.73% length of the spring,the moment-rotation relationship of GTCSFP is linear.Bending moment and tangential force are the driving loads,while the radial force affects the rotational stiffness of GTCSFP.In the applicable scope,the rotational stiffness model is accurate.The accuracy of the analytical model is verified by finite element analysis and the rotational stiffness test of GTCSFP.The model has guiding significance and reference value to the design and optimization of GTCSFP.

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  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
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  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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