Einfluss von Bearbeitungsfehlern auf die Qualität der geraden runden flexiblen Hinges_hinge Knowledge_Talls

Das flexible Scharnier ist eine mechanische Komponente, die die mikroelastischen Verformungs- und Wiederherstellungseigenschaften von Metall verwendet. Es ist ein hochauflösender Übertragungsmechanismus, der eine präzise Positionierung und Feinabstimmung ermöglicht. Es wird üblicherweise in Geräten wie Präzisionspositionsplattformen, Photolithographiegeräten und Scan -Erkennungsmikroskopen verwendet.

Es gibt mehrere Faktoren, die die Leistung flexibler Scharniere beeinflussen können. Bei der Gestaltung flexibler Scharniere werden einige Annahmen getroffen, z. B. unter der Annahme, dass nur elastische Verformung am Scharnier auftritt und dass der Rest der Struktur starr ist. Es wird auch angenommen, dass während des Betriebs nur eine Eckverformung ohne Ausdehnung oder andere Deformationen auftritt. Das Scharnier selbst weist jedoch inhärente Defekte auf, wie z. Die materiellen Eigenschaften und Umweltfaktoren können sich auch auf die Leistung des Scharniers auswirken.

Im strukturellen Design ist die Kombination aus mehreren Scharnieren und Verbindungsstäben üblich. Die Verarbeitungsfehler zwischen diesen Kombinationen können jedoch zu einer Kopplungsverschiebung der Ecken und geraden Linien führen, was dazu führt, dass die Bewegung des Mechanismus vom gewünschten Pfad abweicht. Es gab umfassende Analysen der Fehlerquellen in flexiblen Scharniermechanismen, einschließlich Diskussionen über Materialleistung, Größendesign, Schwingung, Interferenz, Bearbeitungsfehler usw. Diese Analysen zielen darauf ab, die Empfindlichkeit jedes variablen Fehlers bei der Leistung des flexiblen Scharniers zu verstehen.

Frühere Untersuchungen haben Methoden wie die Expansion der Taylor -Serie, die Finite -Elemente -Methode und die numerischen Simulationen verwendet, um die Verschiebungsmechanismen und die Kopplung durch Herstellungsfehler in flexiblen Scharnieren zu untersuchen. Die meisten dieser Studien konzentrierten sich jedoch auf individuelle Mechanismen und hatten bestimmte Einschränkungen hinsichtlich des Umfangs und der Ergebnisse.

Dieses Papier konzentriert sich auf die Analyse von drei Bearbeitungsfehlern in geraden kreisförmigen flexiblen Scharnieren: den Positionierungsfehler des Inzisionsbogens in y -Richtung, den Positionierungsfehler des Inzisionsbogens in x -Richtung und den senkrechten Fehler der Mittellinie der ARC -Achse. Die Steifigkeitsberechnungsformeln für jeden Fehlertyp werden abgeleitet und die Ergebnisse werden unter Verwendung der Finite -Elemente -Analyse (FEA) validiert. Diese Forschung liefert wertvolle Einblicke in das Parameterdesign und die Verarbeitung von Scharnieren.

Um die Analyse durchzuführen, wird ein Cantilever Strahlstrukturmodell unter Verwendung der ANSYS -Software festgelegt. Durch Ändern der Fehlerparameter werden verschiedene Konstruktionspunkte erhalten, und Simulationsberechnungen werden an diesen Konstruktionspunkten durchgeführt, um die Steifigkeitsfehler zu erhalten. Die aus der numerischen Analyse und der Finite -Elemente -Analyse erzielten Ergebnisse werden verglichen und stimmen gut überein.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Fehler in der Positionierung des Inzisionsbogens in y -Richtung und die Senkrechte der Achsenlinie einen signifikanten Einfluss auf die Steifheit des flexiblen Scharniers haben. Die Fehler in der Positionierung des Inzisionsbogens in x -Richtung haben einen geringeren Einfluss. Basierend auf diesen Befunden wird empfohlen, die Positionierungsfehler in y -Richtung und die Senkrechte der Achsenlinie strikt zu steuern und gleichzeitig den Wert von T/R zu reduzieren, um die Auswirkungen von Positionierungsfehlern in X -Richtung zu minimieren.

Zusammenfassend liefert diese Forschung eine umfassende Analyse der Bearbeitungsfehler in geraden kreisförmigen flexiblen Schargen und ihrer Auswirkungen auf die Steifheit. Die abgeleiteten Steifigkeitsberechnungsformeln und die Validierung unter Verwendung der Finite -Elemente -Analyse tragen zum Verständnis des Entwurfs und der Verarbeitung von Scharnierparametern bei. Weitere Untersuchungen können durchgeführt werden, um andere Arten von Bearbeitungsfehlern und deren Auswirkungen auf die Leistung flexibler Scharniere zu untersuchen.