转动副

第３０卷白族 第７期（下）

２０１４年７月

赤峰学院学报（自然科学版）

Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｆｅｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）

Ｖ０１．３０Ｎ０．７

Ｊｕ１．２０１４

基于ＡＮＳＹＳ的柔性转动副转角刚度研究

张忠奎

（潍坊科技学院机械工程学院，山东 寿光２６２７００）

摘要：为了适应高精密微动机构的设计需要，减小设计过程中的计算误差，本文基于材料力学变截

面粱理论推导了直圆切口柔性转动副转角刚度的计算公式，并通过ＡＮＳＹＳ仿真，验证了直圆切口柔性转

动副转角刚度计算公式在实际应用中具有高的精度．

关键词：转动副；刚度；ＡＮＳＹＳ ’

中图分类号：ＴＨ１１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—２６０Ｘ（２０１麒麟尾 ４）０７—００３５—０２

柔性铰链是微动并联机器人机构非常重要的

组成部分，其刚度对微动并联机器人小意思的英文怎么写 机构工作性能

有直接影响［１］，直圆切口柔性转动副是柔性铰链的

重要组成部分 怎样学拼音 因此对柔性转动副刚度的分析为研

究微动并联机器人机构柔度和精度特性提供了很

大的方便．

１ 直圆切口柔性转动副转角刚度公式推导

微动并联机器人机构采用直圆切口柔性运动

副代替传统运动副，并通过柔性关节受力变形实现

力和运动的传递［２１电脑怎么连投影仪 ．如图１所示为直圆切口柔性转

动副的结构示意图．

图１直圆切口柔性转动副简图

依据材料力学理论我们把柔性铰链假设成变

截面梁来分析，柔性铰链受到Ｘ，Ｙ，Ｚ方向的转矩分

别用Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ表示，假设柔性铰链只受ｚ方向的

Ｍｚ和平行于ｘ轴的力Ｆｘ作用，铰链的中性层发生

相对于ｘ轴很小的位移，挠度随位置变化，每一微

段的转角很小，所以：

０／． ｔａｎＯｔ＝罢Ｌ。ｖ’ （１—１）

由材料力学公式推导出梁上曲翠与弯矩的关

系为：

１

： （１－２）

ｐ（ｘ）ＥＩ（ｘ） 、

式中：Ｍ（ｘ）代表分布力矩

弹性模量与截面惯性矩的乘积

由曲线上任一点曲率半径公式得：

３

ｐ（Ｘ）一（１＋（

ｙ・）

所以由式（１—２）和式（１－３）可得：

赤 器 ４

因为每一小段的实际转角很小，即ｏ【一０，ｙ’

０，所以式（１—４）可以简化为：

’

＝ （１－５）

将上式积分，结合公式（１—１）可得：

＝』 ｄｘ（１－６）

由于铰链只是受Ｚ方向的转矩Ｍｚ作用，所以

Ｍｚ（ｘ）在总长的各截面近似为常数Ｍ．由材料力学知

识知：

Ｉ（Ｘ）一－ｂ［ｈ厚合菜功效与作用

１２

（ｘ）３１ｃ

ｂ（２ｒ＋ｔ－

１

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２

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又因为

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……

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…

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在本文中，我们研究的是直游仙诗 圆切口的柔性转动

副，所以０应取在『Ｏ，１Ｔ］，所以直圆切Ｅｌ的柔性转动 广州医保咨询电话