文档介绍：[标签:标题]COSMOS的并联机床有限元分析,让我们看看以下,中国工业协会唯一指定模具设计基地---科技,将为您作详细的介绍。0引言并联机床普遍存在以下问题:工作空间与机床外形尺寸之比较小;运动平台受约束铰链工作角度范围的局限,运动平台偏转角小。国内外学者针对这些问题采用很多改进措施,诸如开发串并联结合的混联机构,采用大行程的柔性铰链等,但随之而来新问题出现,如机械结构过于复杂,机床刚度受到影响等。德国MichaelSchwaar博士提出了一种五杆五环并联机构,采用5杆并联机构和5环驱动主轴部件,用5个可任意三百六十度转动的转环替代固定安装的约束铰链,基本改善了以上所述并联机床的缺点。本文根据该机床工作原理进行了三维设计,得到了独立的五自由度五轴并联机床,目前五自由度五轴的并联构型很少,本文在分析了该构型的特点及自由度的形成的基础上,借助有限元分析软件COSMOS,研究了该构型的机床的静刚度及主轴在工作空间中的不同关键位置时机床的固有频率。,其一是把常用的和动平台(主轴)相连的球铰换成了环型铰,这种环型铰随主轴运动可自由转动。使运动平台偏转角大为增加,主轴能够转过90。其二是五个环分五个层面控制运动平台(主轴),而以往的并联机构无论杆数多少均为二个层面控制运动平台,以符合二点决定一条直线(刀轴矢量)的原理,五个环分五个层面控制运动平台在运动中五个层面的中点必须同时落在刀轴轴心线上。见图1。,其中1是万向铰链的外圈,和外壳固连,算一个构件。2,6,10,15,18是万向铰链的中间环。3,7,11,14,19是万向铰链的内环,内环和电动机的外壳固连。4,8,12,16,20是滚珠,5,9,13,17,21是丝杠。22,23,24,25是电主轴上的环。环26和电主轴是固连的,算一个构件。总共有26个构件。根据空间机构自由度公式:其中:M为机构的自由度数n为机构的总构件数g为机构的运动副数fi为第i个运动副的相对自由度数本机构中,,即该机构自由度数为5,与源动件(五杆)数相等,因此,该机构能实现确定的运动。,5杆并联运动机构不能够在空间的任意位置实现主轴部件的90为了实现五面加工,引入冗余的数控回转工作台。五根杆分布在两层固定平台上,用万向铰和固定平台相连,动平台(电主轴)和五根杆用三自由度环型铰连接,通过五根杆的五个驱动分支的伸缩来控制动平台的位置和姿态。三维设计完成后的结构布局见图2。机床的工作空间定为800x800x600,机床宽度2500mm。由于杆件之间以及杆件与框架之间的干涉,5杆并联运动机构不能够在空间的任意位置实现主轴部件的90为了实现五面加工,引入了冗余的数控回转工作台。2机床的静刚度分析机床的静刚度是指作用载荷与变形的比值,它表示了机床抵抗变形的能力。机床静刚度将直接影响机床的加工精度,所以是一个非常重要的参数。由于并联机床机构复杂,各个杆件受力情况随着末端位姿变化而不同,其静刚度是位形的函数,影响机床静刚度的因素繁多而且又相互影响,并联机床静刚度计算问题显得非常复杂。本文借助有限元分析软件COSMOS,使静刚度的求解得到了简化。