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基于COSMOS的并联微动机构设计毕业论文.doc

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基于COSMOS的并联微动机构设计毕业论文.doc

www.yanziedu.comwww.yanziedu.com基于COSMOS的并联微动机构设计发表时间:2008-12-17作者:罗漪菁*李丽*余明浪来源:万方数据关键字:柔性铰链磁致伸缩作动器并联徽动机构SolidWorksCO随着操作对象的日益微小化,微动机构在生物技术、微创医疗、激光制导、光纤对接等精细操作领域发挥着越来越重要的作用.为了适应纳米级精度的超精密加工需要,微动机构的体积需要进一步减小、结构需要进一步紧凑.运动副的间隙和摩擦成为影响机构精度的两个主要因素.针对这个问题对微动机构进行了柔性设计,将原有机构中的运动副全部用相对应的柔性铰链来替代,无间隙、无摩擦的柔性铰链是靠材料的弹性变形来实现微小的、等效的运动.借助有限元分析软件COSMOS对整个机构的关键部件--柔性铰链和驱动支杆进行有限元分析,获得修正和优化设计所需的信息.1基于COSMOSXpress的柔性铰链设计SolidWorks为用户提供了初步的应力分析工具--COSMOSxpress,它可以判断目前设计的柔性铰链能否承受实际工作环境下的载荷.这不仅依赖于铰链采用的材料,而且还依赖于它的外形结构和尺寸大小.COSMOSXpress可以计算铰链的应力、应变和位移,其快速仿真能力避免了昂贵的实际测试,以最短的时间达到最优化设计.并联微动机构通过柔性铰链的弹性变形实现工作台的运动,铰链作为主要的运动副对机构的整体性能影响很大,因此柔性铰链的选择和设计是整个柔性设计的关键.利用有限元分析软件COSMOSXpress,结合铰链强度、刚度、工作台动态特性等条件,合理设计柔性铰链的结构和尺寸,选择合适的铰链材料.1.1铰链构型的选取柔性铰链的结构有很多种形式,最常用也是最基本的形式是绕一个轴弹性弯曲,即单轴柔性铰链.初选两种单轴柔性铰链--柔性球铰(圆形截面铰链)和直圆柔性铰链(矩形截面铰链).通过有限元分析软件COSMOSXpress,分析材料为铝合金,最小厚度t和切割半径r的尺寸为t=2mm,r=3mm的两种不同截面铰链在最大受力下的位移和变形情况,如图l和2所示.www.yanziedu.comwww.yanziedu.com由位移图解可得:柔性球铰的最大位移为0.00478mm,直圆柔性铰链的最大位移仅为0.00258mm,说明柔性球铰的运动范围大于直圆柔性铰链.理想的柔性铰链要求其在工作方

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