探索和分析铰链间隙和组件灵活性对动态性能的影响1

机制清除问题是由制造错误和操作过程中正常磨损引起的，可能会导致相互关联组件的子元素之间的严重碰撞和影响。 这会增加动态应力，磨损杆，增加弹性变形，产生噪声和振动，并降低整体机械系统效率。 许多研究人员研究了具有铰链差距和灵活性的并行机制的动力学，但仍然需要进一步的深入分析。

例如，Bauchau等。 提出了一种使用运动学来描述柔性多体系统的典型间隙铰链方法。 Zhao等。 讨论了铰链间隙大小对空间系列机器人动态性能的影响。 Chen Jiangyi等。 通过铰链间隙分析了并行机制的动力学。 Kakizaki等。 考虑到杆的柔韧性，研究了带有铰链间隙的空间机理的动力学。 他Baiyan等。 在铰链间隙的情况下，提出并建立了刚性富足操纵器的动态模型。 这些研究为具有铰链差距和灵活性的平行机制动力学提供了宝贵的见解。

为了解决机制清除的问题，建立了具有铰链间隙的机制的动态模型。 由于带有间隙的铰链将在运动过程中碰撞，并且金属零件具有弹性和阻尼特性，因此使用了非线性弹簧阻尼接触力模型和改良的库仑摩擦模型。 非线性弹簧阻尼接触力模型根据赫兹（Hertzian）接触模型计算铰链销和套筒之间的接触力，并考虑了阻尼引起的能量损失。 修改后的库仑摩擦模型准确地描述了从静态摩擦到动态摩擦的摩擦，考虑到库仑摩擦，静态摩擦和粘性摩擦。

在分析具有铰链间隙的机制的动态特征时，有必要考虑组件的灵活性。 在ADAMS软件中，可以使用三种方法来构建灵活组件：将柔性车身离散为多个刚体，直接使用Adams/Auto Flex模块创建灵活的身体，或将ANSYS软件与Adams组合以构建灵活组件。 在本研究中选择了第三种方法，因为它可以更好地反映柔性身体的实际运动。 ANSYS用于对灵活组件进行建模，执行模态分析，并生成一个模式中性文件，其中包含有关灵活成员的各种参数和信息。

为了证明分析，将3 RRT并行机制用作研究对象。 使用ANSYS对机理的分支链进行了模态分析，结果将转换为Adams的灵活成员。 该机制由一个固定平台，三个分支链和一个移动平台组成。 每个分支链由杆，旋转铰链和移动对组成。 考虑了杆的柔韧性，而其他组件则被视为刚体。 将驾驶对设置为驱动器部件，并以低速和高速模拟机构。

该分析表明，铰链间隙对刚性机制的速度和接触力有重大影响，而柔韧性主要影响机制的速度和加速度。 铰链间隙越大，速度和加速度变化的幅度就越大。 驾驶速度还会影响机制的动态性能，速度更高，导致更大的变化和稳定性较小。 但是，无论影响因素如何，接触力，速度和加速度在发生振幅变化后逐渐达到稳定状态。

总之，具有铰链差距和灵活性的并行机制的动力学是设计和制造中的关键考虑因素。 必须考虑大挠度组件的灵活性，并且不忽略铰链间隙，尤其是对于高速运行的机制。 通过理解和解决这些因素，可以显着提高机械系统的性能和效率。