ストレートラウンドの品質に対する加工エラーの影響フレキシブルヒンジ_hinge知識_talls1
拡張
柔軟なヒンジは、金属の微小弾性変形と回復特性を利用する非常に汎用性の高いメカニズムです。 さまざまな微調整デバイス、精密位置決めプラットフォーム、フォトリソグラフィ、およびスキャン検出顕微鏡などで広く使用されているマイクロポジションの高解像度伝送メカニズムとして機能します。 統合処理と成形により、機械的摩擦なし、交配空間、潤滑なし、高運動感度などのユニークな特性があります。
ただし、柔軟なヒンジの作業パフォーマンスに影響を与える可能性のあるいくつかの要因があります。 柔軟なヒンジを設計するとき、特定の仮定が行われます。たとえば、ヒンジで弾性変形のみが発生し、残りは剛体と見なされると仮定します。 また、作業中、拡張やその他の変形なしに、角の変形のみが発生すると想定されています。 さらに、ヒンジ自体には、回転中心が固定されていない、応力集中力、関節の位置との応力の大きさの変化、材料に対する環境の影響など、固有の欠陥があります。
構造設計では、コーナーと直線の結合変位は、いくつかのヒンジとコネクティングロッドの組み合わせの間の処理誤差によって引き起こされる可能性があります。 これにより、モーションが理想的なトラックから逸脱する可能性があります。 広範な文献では、柔軟なヒンジメカニズムのエラーソースを分析し、材料のパフォーマンス、サイズの設計、振動、干渉、加工エラーなどを議論しています。 これらの研究は、各可変エラーの感度と、製造エラーによって引き起こされる変位メカニズムの結合に関する貴重な洞察を提供します。
このペーパーは、まっすぐな円形の柔軟なヒンジの3種類の加工エラーを分析し、これらのエラーが存在するときに剛性計算式を導き出すことを目的としています。 ヒンジとエラーパラメーターの寸法を使用して、剛性を計算し、有限要素分析（FEA）を介して結果を検証します。 この分析は、ヒンジのパラメーター設計と処理に関する貴重な情報を提供します。
この論文で分析された3種類の加工エラーには、Y方向のノッチアークの位置決め誤差、X方向のノッチアークの位置決め誤差、およびノッチアークの中心線の垂直誤差が含まれます。 各エラータイプは個別に分析され、剛性エラーはエラー係数とヒンジパラメーターに基づいて計算されます。 次に、剛性誤差式が比較され、FEAシミュレーションを通じて検証されます。
数値分析とFEAシミュレーションの結果は、良好な一致を示しています。 異なるヒンジパラメーター値の下で得られた剛性エラー曲線は、誤差係数が剛性に大きく影響することを示しています。 YおよびX方向の位置決め誤差はかなりの影響を及ぼしますが、垂直エラーも剛性に影響します。 これらのエラーとその効果を理解することにより、柔軟なヒンジへの影響を最小限に抑えるために、効率的な設計と機械加工プロセスを実装できます。
結論として、ストレートラウンドの柔軟なヒンジの加工エラーは、剛性のパフォーマンスに直接影響します。 このペーパーでは、3種類の機械加工エラーの包括的な分析を提供し、各エラータイプの剛性計算式を示します。 結果はFEAシミュレーションを通じて検証され、柔軟なヒンジのパフォーマンスを最適化するために、位置決めエラーと垂直エラーを制御することの重要性を強調します。 この研究の結果は、さまざまな業界の設計と製造プロセスの貴重な参照として役立ちます。
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