平面柔軟なヒンジガイドメカニズムの剛性分析と実験テスト_ta_ta
柔軟なヒンジは、材料の可逆的な弾性変形を利用して運動とエネルギーを伝達する機械的メカニズムです。 航空宇宙、製造、光学系、バイオエンジニアリングなどのさまざまな分野でアプリケーションを見つけます。 近年、マイクロポジション、測定、光学プラットフォーム、マイクロ調整メカニズム、大規模なアンテナ空間展開メカニズムなど、エンジニアリング技術分野での柔軟なヒンジの使用が増えています。
柔軟なヒンジの重要な利点は、バックラッシュ、摩擦、ギャップ、ノイズ、摩耗、および高モーション感度のない動きとエネルギーの伝達を可能にする統合設計です。 特定のタイプの柔軟なヒンジは、通常、通常のリーフスプリングを使用して作られている平面柔軟なヒンジです。 平面柔軟性のヒンジは、単純な構造アセンブリと低い処理コストを提供し、精密な機械設計に特に適しています。
柔軟なヒンジガイドメカニズムには4つの一般的な構造形式があります。つまり、タイプI、タイプII、タイプIII、タイプIVです。 これらのメカニズムは、さまざまなアプリケーションでの高精度ガイダンスによく使用されます。 その中で、タイプIは、そのコンパクトな構造と安定性で知られている半ストレート円形の柔軟なヒンジガイドメカニズムです。 ただし、疲労する傾向があります。 タイプIIは、強化プレートを備えた並列リードガイドメカニズムであり、より多くの部品を提供しますが、タイプIに比べて疲労抵抗が低下しています。 タイプIIIは、より単純な並列リードガイドメカニズムですが、全体的な安定性がありません。 平面柔軟なヒンジガイドメカニズムであるタイプIVは、タイプIの弱点を克服し、タイプIIIよりも安定しています。 さまざまなアプリケーションに大きな可能性があります。
最初の3種類の柔軟なガイドメカニズムは文献で広く議論されていますが、平面柔軟なヒンジガイドメカニズム（タイプIV）は実際には一般的には使用されておらず、現在の文献に関連する設計理論が不足しています。 このペーパーは、平面柔軟なヒンジの曲げ剛性とガイド指標メカニズムの剛性分析式の理論的導出を提供することにより、そのギャップを埋めることを目的としています。 また、分析式の精度を検証するための実験テストも含まれています。
平面の柔軟なヒンジの曲げ剛性は、材料力学の曲げモーメント方程式に基づいて導出されます。 平面ヒンジ部分の構造は、使用されるステンレス鋼プレートの寸法と特性を考慮して、分析されます。 導出された分析式は、ヒンジの剛性を理解するための理論的根拠を提供します。
分析式を検証するために、平面の柔軟なヒンジを使用する一連の平行四辺ガイドメカニズムが設計および処理されます。 実験テストは、スプリングテンションと圧縮機器を使用して行われ、メカニズムの力分散関係を測定します。 テスト結果は、分析式の計算と比較され、4.7％の小さな相対誤差はありますが、良い一致が見つかります。 矛盾は、分析式がヒンジ部分の変形のみを考慮しており、リード全体ではないという事実に起因しています。
平面柔軟なヒンジガイドメカニズムの実用的な応用は、CNCギア測定センター用の1次元測定ヘッド衝突装置の設計を通じて実証されています。 このデバイスは、1次元TESAプローブ、平面柔軟なガイドメカニズム、およびプローブの安全性保護を確保するための位置センサーを組み合わせています。
結論として、この研究は、平面柔軟なヒンジガイドメカニズムの剛性の理論的導出と実験的検証を提供します。 分析式は、フォーミュラで行われた単純化のためにわずかな矛盾がありますが、良好な精度を示しています。 将来の研究では、ヒンジの剛性の計算精度を改善するために、リード全体の変形とその他の影響要因を考慮する必要があります。 平面柔軟なヒンジガイドメカニズムの実用的なアプリケーションは、さまざまなエンジニアリングアプリケーションの可能性を示しています。
電話： +86-13929891220
電話： +86-13929891220
whatsapp： +86-13929891220
電子メール： tallsenhardware@tallsen.com
Change market and language