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新型3T2R龙门式混联机床动力学模型
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH165[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:中北大学机械与动力工程学院,太原030051
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51275486)
中文摘要:

提出了一种以能实现沿X、Z轴平移和绕X、Y轴转动的新型并联机构2-RPU&2-UPS作为主体,辅以能实现主体Y轴滑动的直线导轨来共同实现五坐标联动加工的一种新型龙门式混联机床的机构设计方案。运用螺旋理论分析了该机床实现3T2R运动原理,计算出该机床的自由度,进行输入选取与论证,并进行机床机构奇异分析,提出减少奇异的参数设计条件。建立该机床的位置反解数学模型,推导出了该机床的速度雅可比矩阵和加速度分析表达式,求解了该机床的位置反解、速度和加速度。基于虚功原理和该机床的运动学模型建立该机床的动力学模型,并采用Adams软件对该机床动力学进行模拟仿真,模拟结果表明理论结果完全正确。

英文摘要:

A structure scheme for a novel 3T2 R gantry hybrid machine tool(HMT) is proposed.In this scheme,a novel2-RPU2-UPS parallel mechanism is proposed as the machine tool main mechanism,which can realize two-dimensional translations along X,Z-axis and two-dimensional rotations about X,Y-axis,with assistance of a Y-axis direction linear guide,5-axis machining can be realized.The three-dimensional translations and two-dimensional rotations motion of this machine tool are analyzed based on screw theory.The DOF of the mechanism is calculated,and the driving joints are chosen and discussed.The motion singularity is analyzed and the parameter design conditions are presented to decrease motion singularity.The reverse solution of position analysis for this machine tool is presented.On this basis,the Jacobian matrix and acceleration equation are derived,and the inverse position,velocity and acceleration of this machine tool are obtained.The dynamics model is established on the basis of the principle of virtual work and the kinematics model of this machine tool,and the simulation of mechanism dynamics is implemented by using Adams software.The simulation results testify the validity of the analytic model.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 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)
  • 被引量:58603