朱春霞,刘曦宏,方 超,胡成柱

(沈阳建筑大学机械工程学院,辽宁 沈阳 110168)

相较于串联机构,并联机构由于“刚度大”的特点而在机床领域获得了更加广泛的应用,但是究其根本,由于研究时间短,且应用并不普及,刚度不足仍然是导致并联机床加工精度低的重要原因。

近年来,围绕并联机构刚度的研究一直在展开:耿明超等[1]以欠驱动并联机构为研究对象,通过建立其连续非线性柔度模型,得到了机构的方向刚度矩阵。徐东涛等[2]以Delta并联机构为基础,考虑重力和弹性变形的影响,以机构弹性变形对机构刚度特性进行了评价,使刚度特性分析更具准确性。崔学良等[3]以3RPS并联机构为研究对象,依据螺旋理论和矢量微分法,对支链各个构件与整体刚度的关系进行了分析,并对雅克比矩阵对刚度的影响进行了探讨。武振华[4]以3-RPR并联机构为研究对象,结合机构参数,运用MATLAB编程的方法分析了该机构的刚度特性。在更全面、更精确的目标导向下,学者们总结出不同的刚度研究方法,但不同的评价标准也给机构刚度的比较、分析带来困难,因此寻求合适的刚度分析方法,并建立统一的评价指标是并联机构刚度研究中亟待解决的问题。

基于此,笔者以3-TPT并联机构为对象,通过机构力学雅克比矩阵求解、支链轴向刚度的求解以及机构静刚度特性的分析对该机构整机刚度特性进行研究。选用最小特征值法和静刚度性能商法,运用Matlab软件仿真并联机构的刚度分布情况,并通过仿真分析,对比两种评价方法的优点及不足,为并联机构的进一步优化设计做出良好的铺垫。……