Abstrakt: Rotationsstivheden af ​​det fleksible hængsel med nul stivhed er cirka nul, hvilket overvinder den defekt, at almindelige fleksible hængsler kræver drivmoment, og kan anvendes på fleksible gribere og andre felter. Ved at tage de indre og ydre fleksible hængsler under påvirkning af rent drejningsmoment som det positive stivhedsundersystem, kan forskningsmekanismen for negativ stivhed og matchende positiv og negativ stivhed konstruere et fleksibelt hængsel med nul stivhed. Foreslå en negativ stivhedsrotationsmekanisme——Krankfjedermekanisme, modelleret og analyseret dens negative stivhedsegenskaber; ved at matche positiv og negativ stivhed, analyseret indflydelsen af ​​strukturelle parametre for krankfjedermekanismen på nul stivhed kvalitet; foreslået en lineær fjeder med tilpasselig stivhed og størrelse——Diamantformet bladfjederstreng, stivhedsmodellen blev etableret og den endelige element-simuleringsverifikation blev udført; endelig blev designet, bearbejdningen og testningen af ​​en kompakt, fleksibel hængselprøve uden stivhed afsluttet. Testresultaterne viste, at: under påvirkning af rent drejningsmoment,±18°I intervallet af rotationsvinkler er rotationsstivheden af ​​det fleksible hængsel med nul stivhed 93 % lavere end for de fleksible hængslers indre og ydre ring i gennemsnit. Det konstruerede fleksible hængsel med nulstivhed har en kompakt struktur og højkvalitets nulstivhed; den foreslåede rotationsmekanisme med negativ stivhed og den lineære Fjeder har stor referenceværdi for studiet af fleksibel mekanisme.

0 forord

Fleksibelt hængsel (leje)

^[1-2]

På grund af den elastiske deformation af den fleksible enhed til at overføre eller konvertere bevægelse, kraft og energi, er den blevet brugt i vid udstrækning inden for præcisionspositionering og andre områder. Sammenlignet med traditionelle stive lejer er der et genopretningsmoment, når det fleksible hængsel roterer. Derfor skal drivenheden levere udgangsmoment til at drive og holde rotationen af ​​det fleksible hængsel. Fleksibelt hængsel med nul stivhed

^[3]

(Zero stiffness flexural pivot, ZSFP) er et fleksibelt roterende led, hvis rotationsstivhed er cirka nul. Denne type fleksible hængsler kan forblive i enhver position inden for slaglængdeområdet, også kendt som statisk balance fleksibelt hængsel

^[4]

, bruges mest inden for områder såsom fleksible gribere.

Baseret på det modulære designkoncept for den fleksible mekanisme kan hele det fleksible hængselsystem med nulstivhed opdeles i to undersystemer med positiv og negativ stivhed, og nulstivhedssystemet kan realiseres gennem matchning af positiv og negativ stivhed

^[5]

. Blandt dem er undersystemet med positiv stivhed normalt et fleksibelt hængsel med stor slaglængde, såsom et fleksibelt hængsel med krydsrør

^[6-7]

, generaliseret tre-kryds reed fleksibelt hængsel

^[8-9]

og indre og ydre fleksible hængsler

^[10-11]

Mv. På nuværende tidspunkt har forskningen i fleksible hængsler opnået en masse resultater, og derfor er nøglen til at designe fleksible hængsler med nulstivhed at matche passende negative stivhedsmoduler til fleksible hængsler[3].

Indvendige og ydre fleksible hængsler (Indre og ydre flexural pivots, IORFP) har fremragende egenskaber med hensyn til stivhed, præcision og temperaturdrift. Det matchende negative stivhedsmodul giver konstruktionsmetoden for det fleksible hængsel med nul stivhed og afslutter endelig design, prøvebehandling og test af det fleksible hængsel med nulstivhed.

1 krankfjedermekanisme

1.1 Definition af negativ stivhed

Den generelle definition af stivhed K er ændringshastigheden mellem belastningen F båret af det elastiske element og den tilsvarende deformation dx

K= dF/dx (1)

Når belastningstilvæksten af ​​det elastiske element er modsat tegnet for den tilsvarende deformationstilvækst, er det negativ stivhed. Fysisk svarer den negative stivhed til det elastiske elements statiske ustabilitet

^[12]

.Negative stivhedsmekanismer spiller en vigtig rolle inden for fleksibel statisk balance. Normalt har negative stivhedsmekanismer følgende egenskaber.

(1) Mekanismen reserverer en vis mængde energi eller undergår en vis deformation.

(2) Mekanismen er i en kritisk ustabilitetstilstand.

(3) Når mekanismen er let forstyrret og forlader ligevægtspositionen, kan den frigive en større kraft, som er i samme retning som bevægelsen.

1.2 Konstruktionsprincip for fleksibelt hængsel med nul stivhed

Det fleksible hængsel med nul stivhed kan konstrueres ved at bruge positiv og negativ stivhedstilpasning, og princippet er vist i figur 2.

(1) Under påvirkning af rent drejningsmoment har de indre og ydre fleksible hængsler et tilnærmelsesvis lineært drejningsmoment-rotationsvinkelforhold, som vist i figur 2a. Især når skæringspunktet er placeret ved 12,73% af reed-længden, er drejningsmoment-rotationsvinkelforholdet lineært

^[11]

, på dette tidspunkt er gendannelsesmomentet Mpivot (med uret) af det fleksible hængsel relateret til lejets rotationsvinkleθ(mod uret) forholdet er

Mpivot=(8EI/L)θ (2)

I formlen er E materialets elasticitetsmodul, L er længden af ​​reed, og I er sektionens inertimoment.

(2) Ifølge rotationsstivhedsmodellen for de fleksible indvendige og ydre hængsler, er den negative stivhedsrotationsmekanisme tilpasset, og dens negative stivhedsegenskaber er vist i figur 2b.

(3) I lyset af ustabiliteten af ​​den negative stivhedsmekanisme

^[12]

, skal stivheden af ​​det fleksible hængsel med nulstivhed være ca. nul og større end nul, som vist i figur 2c.

1.3 Definition af krankfjedermekanisme

Ifølge litteraturen [4] kan et fleksibelt hængsel med nul stivhed konstrueres ved at indføre en fordeformeret fjeder mellem det bevægelige stive legeme og det faste stive legeme af det fleksible hængsel. For det fleksible indre og ydre hængsel vist i fig. 1 er en fjeder indført mellem den indvendige ring og den ydre ring, dvs. en fjeder-krumtapmekanisme (SCM) er indført. Med henvisning til krumtapskydermekanismen vist i figur 3 er de relaterede parametre for krumtapfjedermekanismen vist i figur 4. Krumtap-fjeder-mekanismen er sammensat af en krank og en fjeder (indstil stivhed som k). startvinklen er den inkluderede vinkel mellem kranken AB og basen AC, når fjederen ikke er deformeret. R repræsenterer krumtaplængden, l repræsenterer basislængden og definerer krumtaplængdeforholdet som forholdet mellem r og l, dvs. = r/l (0<<1).

Konstruktionen af ​​krankfjedermekanismen kræver bestemmelse af 4 parametre: basislængden l, krumtaplængdeforholdet, startvinklen og fjederstivheden K.

Deformationen af ​​krumtapfjedermekanismen under kraft er vist i figur 5a, i øjeblikket M

_γ

Under handlingen bevæger håndsvinget sig fra startpositionen AB

_Beta

vend til AB

_γ

, under rotationsprocessen, den inkluderede vinkel af krumtappen i forhold til den vandrette position

_γ

kaldet krumtapvinklen.

Kvalitativ analyse viser, at håndsvinget roterer fra AB (udgangsposition, M & gamma; Nul) til AB0 (“dødpunkt”placering, M

_γ

er nul), har krumtapfjedermekanismen en deformation med negative stivhedsegenskaber.

1.4 Forholdet mellem drejningsmoment og rotationsvinkel for krankfjedermekanismen

I fig. 5, drejningsmomentet M & gamma; med uret er positiv, krumtapvinklen & gamma; mod uret er positiv, og momentbelastningen M modelleres og analyseres nedenfor.

_γ

med krankvinkel

_γ

Forholdet mellem modelleringsprocessen dimensioneres.

Som vist i figur 5b er momentbalanceligningen for krank AB & gamma er opført.

I formlen, F & gamma; er fjederens genopretningskraft, d & gamma; er F & gamma; til punkt A. Antag, at fjederens forskydnings-belastningsforhold er

I formlen er K fjederstivheden (ikke nødvendigvis en konstant værdi),δ

xγ

er mængden af ​​fjederdeformation (forkortet til positiv),δ

xγ

=|B

_Beta

C| – |B

_γ

C|.

Samtidig type (3)(5), moment M

_γ

med hjørne

_γ

Forholdet er

1.5 Analyse af krumtapfjedermekanismens negative stivhedsegenskaber

For at lette analysen af ​​krumtapfjedermekanismens negative stivhedsegenskaber (moment M

_γ

med hjørne

_γ

forhold), kan det antages, at fjederen har en lineær positiv stivhed, så kan formel (4) omskrives som

I formlen er Kconst en konstant større end nul. Efter at størrelsen af ​​det fleksible hængsel er bestemt, bestemmes længden l af basen også. Derfor, hvis man antager, at l er en konstant, kan formel (6) omskrives som

hvor Kconstl2 er en konstant større end nul, og momentkoefficienten m & gamma; har en dimension på én. De negative stivhedsegenskaber for krumtapfjedermekanismen kan opnås ved at analysere forholdet mellem momentkoefficienten m & gamma; og rotationsvinklen & gamma.

Fra ligning (9) viser figur 6 startvinklen =π forholdet mellem m & gamma; og kranklængdeforhold og rotationsvinkel & gamma;, & isin;[0,1, 0,9],& gamma;& isin;[0, π]. Figur 7 viser forholdet mellem m & gamma; og rotationsvinkel & gamma; for = 0,2 og forskellige . Figur 8 viser =π Når under forskellige , forholdet mellem m & gamma; og vinkel & gamma.

Ifølge definitionen af ​​krankfjedermekanisme (afsnit 1.3) og formel (9), når k og l er konstante, m & gamma; Kun relateret til vinkel & gamma;, krumtaplængdeforhold og krumtapstartvinkel .

(1) Hvis og kun hvis & gamma; er lig med 0 ellerπ eller ,m & gamma; er lig med nul; & gamma; & isin;[0, ],m & gamma; er større end nul; & gamma; & er i;[π],m & gamma; mindre end nul. & isin;[0, ],m & gamma; er større end nul; & gamma;& er i;[π],m & gamma; mindre end nul.

(2) & gamma; Når [0, ], rotationsvinklen & gamma; stiger, m & gamma; stiger fra nul til vendepunktsvinklen & gamma;0 tager den maksimale værdi m & gamma;max, og falder derefter gradvist.

(3) Det negative stivhedskarakteristiske område for krumtapfjedermekanismen: & gamma;& isin;[0, & gamma;0], på dette tidspunkt & gamma; øges (mod uret), og drejningsmomentet M & gamma; øges (med uret). Bøjningspunktsvinklen & gamma;0 er den maksimale rotationsvinkel for den negative stivhedskarakteristik for krankfjedermekanismen og & gamma;0 & isin;[0, ];m & gamma;max er den maksimale negative momentkoefficient. Givet og , udledningen af ​​ligning (9) giver & gamma;0

(4) jo større startvinklen er, & gamma; jo større 0, m

_γmax

større.

(5) jo større længdeforholdet er, & gamma; jo mindre 0, m

_γmax

større.

Især =πDe negative stivhedsegenskaber for krumtapfjedermekanismen er de bedste (det negative stivhedsvinkelområde er stort, og det drejningsmoment, der kan tilvejebringes, er stort). =πPå samme tid, under forskellige forhold, den maksimale rotationsvinkel & gamma af den negative stivhedskarakteristik af krankfjedermekanismen; 0 og den maksimale negative momentkoefficient m & gamma; Max er angivet i tabel 1.

2 Konstruktion af fleksibelt hængsel med nul stivhed

Tilpasningen af ​​positiv og negativ stivhed af 2.1 er vist i figur 9, n(n 2) grupper af parallelle krumtapfjedermekanismer er jævnt fordelt rundt om omkredsen og danner en negativ stivhedsmekanisme matchet med de fleksible indvendige og ydre hængsler.

Brug de indre og ydre fleksible hængsler som det positive stivhedsundersystem til at konstruere et fleksibelt hængsel med nul stivhed. For at opnå nul stivhed, match den positive og negative stivhed

samtidig (2), (3), (6), (11) og & gamma;=θ, belastningen F & gamma af fjederen kan opnås; og forskydningδForholdet mellem x & gamma; er

Ifølge afsnit 1.5, det negative stivhedsvinkelområde for krumtapfjedermekanismen: & gamma;& isin;[0, & gamma;0] og & gamma;0 & isin;[0, ], skal slaglængden af ​​det fleksible hængsel med nul stivhed være mindre end & gamma;0, dvs. fjederen er altid i en deformeret tilstand (δxγ≠0). Rotationsområdet for de indre og ydre fleksible hængsler er±0,35 rad(±20°), forenkle de trigonometriske funktioner sin & gamma; og cos & gamma; som følger

Efter forenkling er fjederens belastning-forskydningsforhold

2.2 Fejlanalyse af positiv og negativ stivhedstilpasningsmodel

Evaluer fejlen forårsaget af den forenklede behandling af ligning (13). Ifølge de faktiske behandlingsparametre for fleksibelt hængsel med nul stivhed (afsnit 4.2): n = 3,l = 40 mm, =π, = 0,2, E = 73 GPa; Dimensionerne af den indre og ydre ring fleksible hængsel reed L = 46 mm, T = 0,3 mm, B = 9,4 mm; Sammenligningsformlerne (12) og (14) forenkler belastningsforskydningsforholdet og den relative fejl af de forreste og bageste fjedre som vist i henholdsvis fig. 10a og 10b.

Som vist i figur 10, & gamma; er mindre end 0,35 rad (20°), den relative fejl forårsaget af den forenklede behandling af last-forskydningskurven overstiger ikke 2,0 %, og formlen

Den forenklede behandling af (13) kan bruges til at konstruere fleksible hængsler med nul stivhed.

2.3 Fjederens stivhedsegenskaber

Forudsat at fjederens stivhed er K, er den samtidige (3), (6), (14)

Ifølge de faktiske behandlingsparametre for fleksibelt hængsel med nul stivhed (afsnit 4.2), ændringskurven for fjederstivhed K med vinkel & gamma; er vist i figur 11. Især hvornår & gamma;= 0, K tager minimumsværdien.

Af hensyn til design og bearbejdning anvender fjederen en lineær positiv stivhedsfjeder, og stivheden er Kconst. I hele slaget, hvis den samlede stivhed af det fleksible hængsel med nulstivhed er større end eller lig med nul, bør Kconst tage minimumsværdien af ​​K

Ligning (16) er stivhedsværdien af ​​den lineære positive stivhedsfjeder, når det fleksible hængsel med nul stivhed konstrueres. 2.4 Analyse af nul-stivhedskvalitet Belastnings-forskydningsforholdet for det konstruerede nul-stivhed fleksible hængsel er

Samtidig formel (2), (8), (16) kan opnås

For at evaluere kvaliteten af ​​nulstivhed defineres reduktionsområdet for fleksibel hængselstivhed før og efter tilføjelse af det negative stivhedsmodul som nulstivhedskoefficientenη

η Jo tættere på 100%, jo højere kvalitet af nul stivhed. Figur 12 er 1-η Sammenhæng med kranklængdeforhold og begyndelsesvinkel η Den er uafhængig af antallet n af parallelle krankfjedermekanismer og længden l af basen, men kun relateret til krumtaplængdeforholdet, rotationsvinklen & gamma; og startvinklen.

(1) Startvinklen øges, og nulstivhedskvaliteten forbedres.

(2) Længdeforholdet øges, og nul-stivhedskvaliteten falder.

(3) Vinkel & gamma; stiger, nul stivhed kvalitet falder.

For at forbedre nulstivhedskvaliteten af ​​det fleksible hængsel med nulstivhed, bør startvinklen have en større værdi; krumtaplængdeforholdet skal være så lille som muligt. På samme tid, ifølge analyseresultaterne i afsnit 1.5, hvis den er for lille, vil krumtapfjedermekanismens evne til at give negativ stivhed være svag. For at forbedre nulstivhedskvaliteten af ​​det fleksible hængsel med nulstivhed er startvinklen =π, krumtap længde forhold = 0,2, det vil sige den faktiske behandling parametre i afsnit 4.2 nul stivhed fleksibelt hængsel.

Ifølge de faktiske behandlingsparametre for det fleksible hængsel med nul-stivhed (afsnit 4.2) er drejningsmoment-vinkelforholdet mellem de fleksible hængsler af inder- og ydre ring og det fleksible hængsel med nulstivhed vist i figur 13; faldet i stivhed er nul-stivhedskvalitetskoefficientenηForholdet til hjørnet & gamma; er vist i figur 14. Af figur 14: I 0,35 rad (20°) rotationsområde, stivheden af ​​det fleksible hængsel med nul stivhed reduceres med et gennemsnit på 97%; 0,26 rad(15°) hjørner, reduceres den med 95 %.

3 Design af lineær positiv stivhedsfjeder

Konstruktionen af ​​et fleksibelt hængsel med nul stivhed er normalt efter at størrelsen og stivheden af ​​det fleksible hængsel er bestemt, og derefter vendes fjederens stivhed i krumtapfjedermekanismen, så fjederens stivhed og størrelseskrav er relativt strenge. Derudover er startvinklen =π, fra figur 5a, under rotationen af ​​det fleksible hængsel med nulstivhed, er fjederen altid i en komprimeret tilstand, dvs.“Kompressionsfjeder”.

Stivheden og størrelsen af ​​traditionelle trykfjedre er svære at tilpasse præcist, og en styremekanisme er ofte påkrævet i applikationer. Derfor foreslås en fjeder, hvis stivhed og størrelse kan tilpasses——Diamantformet bladfjedersnor. Den diamantformede bladfjederstreng (Figur 15) er sammensat af flere diamantformede bladfjedre forbundet i serie. Det har karakteristika af frit strukturelt design og høj grad af tilpasning. Dens forarbejdningsteknologi er i overensstemmelse med den for fleksible hængsler, og begge behandles ved præcisionstrådsskæring.

3.1 Belastningsforskydningsmodel af diamantformet bladfjedersnor

På grund af symmetrien af ​​den rombiske bladfjeder skal kun én bladfjeder udsættes for spændingsanalyse, som vist i figur 16. α er vinklen mellem reed og vandret, længden, bredden og tykkelsen af ​​reeden er henholdsvis Ld, Wd, Td, f er den dimensionelt ensartede belastning på rombebladfjederen,δy er deformationen af ​​rombisk bladfjeder i y-retningen, kraft fy og moment m er ækvivalente belastninger på enden af ​​et enkelt rør, fv og fw er komponentkræfter af fy i wov-koordinatsystemet.

Ifølge stråledeformationsteorien for AWTAR[13] er det dimensionelt forenede belastning-forskydningsforhold for enkelt reed

På grund af begrænsningsforholdet mellem det stive legeme på reed, er endevinklen på reed før og efter deformation nul, dvs.θ = 0. Samtidig (20)(22)

Ligning (23) er den belastnings-forskydningsdimensionelle enhedsmodel af rombisk bladfjeder. n2 rombiske bladfjedre er forbundet i serie, og dens belastning-forskydningsmodel er

Fra formel (24), hvornårαNår d er lille, er stivheden af ​​den diamantformede bladfjederstreng omtrent lineær under typiske dimensioner og typiske belastninger.

3.2 Finite element simulering verifikation af modellen

Den endelige element-simuleringsverifikation af last-forskydningsmodellen af ​​den diamantformede bladfjeder udføres. Ved brug af ANSYS Mechanical APDL 15.0 er simuleringsparametrene vist i tabel 2, og der påføres et tryk på 8 N på den diamantformede bladfjeder.

Sammenligningen mellem modelresultaterne og simuleringsresultaterne af rombebladfjederens belastnings-forskydningsforhold er vist i fig. 17 (dimensionalisering). For fire rombebladfjedre med forskellige hældningsvinkler overstiger den relative fejl mellem modellen og simuleringsresultaterne for finite element ikke 1,5 %. Gyldigheden og nøjagtigheden af ​​modellen (24) er blevet verificeret.

4 Design og test af fleksibelt hængsel uden stivhed

4.1 Parameterdesign af fleksibelt hængsel med nul stivhed

For at designe et fleksibelt hængsel med nulstivhed skal designparametrene for det fleksible hængsel først bestemmes i henhold til servicebetingelserne, og derefter skal de relevante parametre for krumtapfjedermekanismen beregnes omvendt.

4.1.1 Fleksible hængselparametre

Skæringspunktet for de indre og ydre fleksible hængsler er placeret på 12,73 % af reed-længden, og dets parametre er vist i tabel 3. Ved at indsætte i ligning (2) er forholdet mellem drejningsmoment og rotation af de fleksible hængsler i den indre og ydre ring

4.1.2 Negative parametre for stivhedsmekanisme

Som vist i fig. 18, idet antallet n af krankfjedermekanismer parallelt er 3, bestemmes længden l = 40 mm af størrelsen af ​​det fleksible hængsel. ifølge konklusionen i afsnit 2.4 er startvinklen =π, krumtaplængdeforhold = 0,2. Ifølge ligning (16) er fjederens stivhed (dvs. diamantbladfjederstreng) er Kconst = 558,81 N/m (26)

4.1.3 Diamantbladfjederstrengparametre

ved l = 40 mm, =π, = 0,2, den oprindelige længde af fjederen er 48 mm, og den maksimale deformation (& gamma;= 0) er 16 mm. På grund af strukturelle begrænsninger er det vanskeligt for en enkelt rombebladfjeder at producere så stor en deformation. Ved at bruge fire rhombus bladfjedre i serie (n2 = 4), er stivheden af ​​en enkelt rhombus bladfjeder

Kd=4Kkonst=2235,2 N/m (27)

I henhold til størrelsen af ​​den negative stivhedsmekanisme (Figur 18), givet reedlængden, bredden og reedhældningsvinklen for den rombeformede bladfjeder, kan reeden udledes af formel (23) og stivhedsformlen (27) for den diamantformede bladfjeder Tykkelse. De strukturelle parametre for rombebladfjedre er anført i tabel 4.

overflade4

Sammenfattende er parametrene for det fleksible hængsel med nulstivhed baseret på krumtapfjedermekanismen alle blevet bestemt, som vist i tabel 3 og tabel 4.

4.2 Design og bearbejdning af den fleksible hængselprøve med nul stivhed. Se litteratur [8] for bearbejdnings- og testmetoden for det fleksible hængsel. Det fleksible hængsel med nul stivhed er sammensat af en negativ stivhedsmekanisme og et fleksibelt hængsel indvendig og ydre parallelt. Det strukturelle design er vist i figur 19.

Både de indre og ydre fleksible hængsler og diamantformede bladfjederstrenge bearbejdes af præcisionstrådskærende værktøjsmaskiner. De indre og ydre fleksible hængsler forarbejdes og samles i lag. Figur 20 er det fysiske billede af tre sæt diamantformede bladfjederstrenge, og figur 21 er den samlede nul-stivhed Det fysiske billede af den fleksible hængselprøve.

4.3 Rotationsstivhedstestplatformen for det fleksible hængsel med nulstivhed Med henvisning til testmetoden for rotationsstivhed i [8], er rotationsstivhedstestplatformen for det fleksible hængsel med nulstivhed bygget, som vist i figur 22.

4.4 Eksperimentel databehandling og fejlanalyse

Rotationsstivheden af ​​de indre og ydre fleksible hængsler og fleksible hængsler med nul stivhed blev testet på testplatformen, og testresultaterne er vist i figur 23. Beregn og tegn nulstivhedskvalitetskurven for det fleksible hængsel med nulstivhed i henhold til formel (19), som vist i fig. 24.

Testresultaterne viser, at rotationsstivheden af ​​det fleksible hængsel med nulstivhed er tæt på nul. Sammenlignet med de indre og ydre fleksible hængsler er det fleksible hængsel med nul stivhed±0,31 rad(18°) stivhed blev reduceret med et gennemsnit på 93 %; 0,26 rad (15°), reduceres stivheden med 90 %.

Som vist i figur 23 og 24 er der stadig en vis afstand mellem testresultaterne af nulstivhedskvaliteten og de teoretiske modelresultater (den relative fejl er mindre end 15%), og hovedårsagerne til fejlen er som følger.

(1) Modelfejlen forårsaget af forenklingen af ​​trigonometriske funktioner.

(2) Friktion. Der er friktion mellem diamantbladfjederstrengen og monteringsakslen.

(3) Behandlingsfejl. Der er fejl i den faktiske størrelse på sivet mv.

(4) Monteringsfejl. Mellemrummet mellem installationshullet på den diamantformede bladfjederstreng og akslen, installationsspalten på testplatformenheden osv.

4.5 Ydeevnesammenligning med et typisk fleksibelt hængsel med nul stivhed I litteraturen [4] blev et fleksibelt hængsel med nul stivhed ZSFP_CAFP konstrueret ved hjælp af en tværakse bøjetap (CAFP), som vist i figur 25.

Sammenligning af det fleksible hængsel med nul stivhed ZSFP_IORFP (fig. 21) og ZSFP_CAFP (fig. 25) konstrueret ved hjælp af de indre og ydre fleksible hængsler

(1) ZSFP_IORFP, strukturen er mere kompakt.

(2) Hjørneområdet for ZSFP_IORFP er lille. Hjørneområdet er begrænset af hjørneområdet for selve det fleksible hængsel; hjørneområdet for ZSFP_CAFP80°, ZSFP_IORFP hjørneområde40°.

(3) ±18°I rækken af ​​hjørner har ZSFP_IORFP en højere kvalitet med nul stivhed. Den gennemsnitlige stivhed af ZSFP_CAFP er reduceret med 87%, og den gennemsnitlige stivhed af ZSFP_IORFP er reduceret med 93%.

5 konklusion

Ved at tage det fleksible hængsel af de indre og ydre ringe under rent drejningsmoment som det positive stivhedsundersystem, er følgende arbejde blevet udført for at konstruere et fleksibelt hængsel med nulstivhed.

(1) Foreslå en rotationsmekanisme med negativ stivhed——For krumtapfjedermekanismen blev der etableret en model (formel (6)) til at analysere indflydelsen af ​​strukturelle parametre på dens negative stivhedskarakteristika, og området for dens negative stivhedsegenskaber blev givet (tabel 1).

(2) Ved at matche de positive og negative stivheder opnås fjederens stivhedskarakteristika i krumtapfjedermekanismen (ligning (16)), og modellen (ligning (19)) etableres for at analysere effekten af ​​de strukturelle parametre af krumtapfjedermekanismen på nulstivhedskvaliteten af ​​det fleksible hængsel med nulstivhed Teoretisk indflydelse inden for det tilgængelige slag for det fleksible hængsel af de indre og ydre ringe (±20°), kan den gennemsnitlige reduktion i stivhed nå op på 97%.

(3) Foreslå en tilpasselig stivhed“forår”——En diamantformet bladfjederstreng blev etableret for at etablere dens stivhedsmodel (ligning (23)) og verificeret ved finite element-metoden.

(4) Fuldførte design, forarbejdning og afprøvning af en kompakt, fleksibel hængselprøve med nulstivhed. Testresultaterne viser, at: under påvirkning af rent drejningsmoment,36°I intervallet af rotationsvinkler er stivheden af ​​det fleksible hængsel med nul stivhed sammenlignet med de fleksible hængsler til inder- og yderring reduceret med 93 % i gennemsnit.

Det konstruerede fleksible hængsel med nul stivhed er kun under påvirkning af rent drejningsmoment, som kan realisere“nul stivhed”uden at tage højde for tilfældet med komplicerede belastningsforhold. Derfor er konstruktionen af ​​fleksible hængsler med nulstivhed under komplekse belastningsforhold i fokus for yderligere forskning. Derudover er reduktion af friktionen, der eksisterer under bevægelsen af ​​fleksible hængsler med nul-stivhed, en vigtig optimeringsretning for fleksible hængsler med nul-stivhed.

referencer

[1] HOWELL L L. Overensstemmende mekanismer[M]. New York: John Wiley&Sons, Inc., 2001.

[2] Yu Jingjun, Pei Xu, Bi Shusheng osv. Forskningsfremskridt i designmetoder for fleksibel hængselmekanisme[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2010, 46(13):2-13. Y u jin champion, PEI X U, BIS call, ETA up. State-of-arts af designmetode for bøjningsmekanismer[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2010, 46(13):2-13.

[3] MORSCH F M, Herder J L. Design af en generisk Zero Stiffness Compliant Joint[C]// ASME International Design Engineering Conferences. 2010:427-435.

[4] MERRIAM E G, Howell L L. Ikke-dimensionel tilgang til statisk afbalancering af rotationsbøjninger[J]. Mekanisme & Machine Theory, 2015, 84(84):90-98.

[5] HOETMER K, Woo G, Kim C, et al. Negativ stivhed byggeklodser til statisk afbalancerede overensstemmende mekanismer: design og test[J]. Journal of Mechanisms & Robotics, 2010, 2(4):041007.

[6] JENSEN B D, Howell L L. Modellering af tværakse bøjetap[J]. Mekanisme og maskinteori, 2002, 37(5):461-476.

[7] WITTRICK W H. Egenskaberne ved krydsede bøjningsdrejninger og indflydelsen af ​​det punkt, hvor strimlerne krydser[J]. The Aeronautical Quarterly, 1951, II: 272-292.

[8] l IU l, BIS, yang Q, ETA. Design og eksperiment med generaliserede trippel-krydsfjeder bøjningstap anvendt på ultrapræcisionsinstrumenterne[J]. Review of Scientific Instruments, 2014, 85(10): 105102.

[9] Yang Qizi, Liu Lang, Bi Shusheng osv. Forskning i rotationsstivhedskarakteristika for generaliseret tre-kryds reed fleksibelt hængsel[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2015, 51(13): 189-195.

yang Q I word, l IU Lang, BIS stemme, ETA. Karakterisering af rotationsstivhed af generaliserede tredobbelt krydsfjedre bøjningsdrejninger[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2015, 51(13):189-195.

[10] l IU l, Zhao H, BIS, ETA. Research of Performance Comparison of Topology Structure of Cross-Spring Flexural Pivots[C]// ASME 2014 International Design Engineering Technical Conferences og Computers and Information in Engineering Conference, august 17–20, 2014, Buffalo, New York, USA. ASME, 2014 : V05AT08A025.

[11] l IU l, BIS, yang Q. Stivhed egenskaber af indre–ydre bøjningsdrejninger påført ultrapræcisionsinstrumenterne[J]. ARKIV Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part C Journal of Mechanical Engineering Science 1989-1996 (bind 203-210), 2017:095440621772172.

[12] SANCHEZ J A G. Kriterier for statisk balancering af overensstemmende mekanismer[C]// ASME 2010 Internationale Design Engineering Tekniske Konferencer og Computere og Information i Engineering Conference, august 15–18, 2010, Montreal, Quebec, Canada. ASME, 2010:465-473.

[13] AWTAR S, Sen S. En generaliseret begrænsningsmodel for todimensionelle strålebøjninger: Ikke-lineær belastningsenergiformulering[J]. Journal of Mechanical Design, 2010, 132: 81009.

Om forfatteren: Bi Shusheng (tilsvarende forfatter), mand, født i 1966, læge, professor, doktorgradsvejleder. Hans vigtigste forskningsretning er fuldt fleksibel mekanisme og bionisk robot.

Hvilken slags bedre garderobeskydedørsskinne findes der?

del1 garderobe skydedør pris

Garderobeskydedøre af god kvalitet har et højt teknisk indhold, men det er svært for forbrugerne at identificere dem ud fra udseendet. Faktisk kan du mærke og opleve dens glidende effekt personligt. Garderobeskydedøre af god kvalitet vil ikke være for glatte, når de skydes. Let og ikke for tung, men med en vis vægt af døren, er der ingen vibrationer ved glidning, glat og struktureret. Prisen på garderobeskydedøre vil altid være påvirket af materiale, størrelse og mærke, så prisklassen er forholdsvis stor. Prisen på garderobeskydedøren

del2 Garderobe skydedørsmateriale

På nuværende tidspunkt er materialet til garderobeskydedøre dybest set melaminplader, og nogle er i form af bord og glas. Huslige melaminplader som Lushuihe er gode. Skræddersyede garderobeskydedøre og produktion på stedet har deres egne fordele. , er der som udgangspunkt styles, der kan vælges til specialfremstillede mønstre, og som kan ændres fleksibelt på stedet. Du skal være opmærksom på udvalget af specialfremstillede døre for at forhindre, at de bliver sjuskede. Materiale til garderobeskydedøre

part3 garderobe skydedør str

Størrelsen på sporkassen på den øverste del af skydedøren skal være 12 cm høj og 9 cm bred. Ligesom en gardinkasse monteres et spor i sporkassen, og skydedøren kan hænges på skinnen. Når højden af ​​døren er lavere end 1,95 meter, folk Det føles meget deprimeret. Ved fremstilling af en skydedør skal højden derfor være mindst 19512=207 cm. Størrelsen på garderobeskydedøren

part4 garderobe skydedørs spor

Ved montering af skydedørsskinnen skal det øverste skinne fastgøres, 3 punkter hænges på de to ender og midtpunktet af det øverste spor med en gravitationskegle (ophængshammer), tegne en 3,3-punkts fast overflade på jorden med en oliepen. , installer det øverste spor, og vend derefter det øverste spor. Sæt en hængende hammer til jorden i midten af ​​sporet, sæt lodrette linjer i begge ender af sporet, og fastgør det nederste spor på disse tre punkter for at sikre at de øverste og nederste spor er helt parallelle, og skydedøren er i bedste stand. garderobe skydedørs spor

Metode til vedligeholdelse af garderobe skydedøre Sådan installeres garderobe skydedør skydeskinne installation forholdsregler

1. Oversigt over vedligeholdelsesmetoder for garderobeskydedøre

1. Garderobe skydedør vedligeholdelse - konventionel metode

(1) Der er en skrue på oversiden af ​​døren til den hængende skinneskydedør, som hovedsageligt bruges til at fastgøre glideskinnen. Efter at have fjernet skruerne på begge sider af døren, prøv at hæve døren og fastgøre den i den tilsvarende position, og brug derefter en skruetrækker til at fastgøre glideskinnen. Glid ud i den modsatte retning af banen.

(2) Når de to remskiver er adskilt, vil døren automatisk falde ned. Du skal holde den op selv, ikke såre folk, og ikke ramme jorden direkte. Det nødvendige tilbehør til skydedøre og vinduer har remskiver. På grund af forskellig kvalitet er prisen meget forskellig. stor forskel.

(3) Gode hule glas varmeisolerede knuste brodøre og vinduer koster generelt omkring 7 yuan hver. Remskivens levetid er begrænset. Efter et vist antal års brug skal du selv tjekke det.

2. Garderobe skydedør vedligeholdelse - generel metode

Efter at have adskilt remskiven, drej ikke remskivens retning, du vil finde et lille spor på toppen af ​​skydedøren, dette er problemet med fejl, prøv at bruge metoden til at reparere døren, og installer den derefter igen efter den oprindelige metode.

3. Vedligeholdelse af garderobeskydedøre - professionel vedligeholdelse

(1) Hvis du virkelig ikke kan løse det selv, kan du finde en mester eftersalgsservice til at løse det. Dette er tjenesteindholdet, du bør nyde, og du kan spare en sum penge.

(2) Ved montering af den hængende skinneskydedør skal bredden af ​​to døre efterlades. Når for- og bagpladsen er forholdsvis lille, kan du overveje at bruge hængeskinneskydedøren.

(3) Når du installerer skydedøre, skal du prøve at reducere årsagen til støj. Kvaliteten af ​​hængeskinnen skal være god, og bæreevnen skal være stærk, ellers vil det påvirke den senere brug.

2. Spørgsmål, der kræver opmærksomhed ved montering af garderobeskydedørsskydeskinner

1. Skydedøren er i kontakt med væggen eller begge sider af skabskroppen. I kontaktpositionen må der ikke være andre genstande, der blokerer for lukningen af ​​skydedøren.

2. Skuffens placering i skabet skal undgå skæring af skydedøre, og den skal være 1 cm højere end bundpladen; skuffen i foldedørsskabet skal være mindst 15 cm væk fra sidevæggen, vær opmærksom på strømafbryderen og stikkontakten på væggen, hvis den er blokeret Når skydedøren er lukket, skal dens position ændres i tide i overensstemmelse hermed .

Nu er hele husets tilpasning udbredt på markedet, mange mærker og ikke-mærker er skøre at bosætte sig i, markedsprisen er kaotisk, og kvaliteten er også ujævn. Lad os tage et kig på, hvad man skal være opmærksom på, når man vælger specialmøbler?

Den anden hardware tilbehør remskiver og styreskinner

Udover tallerkener er specialfremstillede møbler isenkram, tallerkener udgør en stor del, men hardwarens rolle er også prikken over i'et. Kvaliteten af ​​hardware påvirker direkte møblernes levetid. Der er langt flere typer hardware end plader på markedet. Mange, i dag tager vi et kig på en af ​​garderobebeslag skydedørskiver ruller og skinner.

Remskiverne og styreskinnerne i skydedørsgarderoben er det mest brugte tilbehør, så deres kvalitet påvirker direkte garderobens levetid. Kvaliteten er også ujævn på markedet, og der er alle mulige priser. Så hvad skal den egentlig have? Funktioner og materialer kan opfylde offentlighedens behov.

Sporet af skydedøren kan groft opdeles i: to retninger kan skubbes og trækkes, envejs skub og træk og foldestil, kunder kan vælge i henhold til den faktiske situation.

Remskiven i skydedørsskiven er et meget vigtigt tilbehør i skydedøren. Ved køb skal du vide, hvad dit materiale er. Det nuværende remskivemateriale er opdelt i tre typer: plastremskive, som er hårdt, men skrøbeligt. Anvendelse Efter et stykke tid vil skydedøren ikke være glat; kvaliteten af ​​metalremskiven er bedre, men støjen er meget høj; glasremskiven er den bedste af disse tre remskiver, med fremragende sejhed og slidstyrke, og den er meget bekvem at skubbe og trække og har en lang levetid.

Skydedørs styreskinner er vigtigere for skydedøre. Forskellig materialekvalitet påvirker den forskellige kvalitet og brugseffekt af skydedøre, og levetiden for højkvalitets skydedørsmaterialer vil være længere. Det vigtigste for banen er, om den kan være kompatibel med Remskiven passer perfekt, og størrelsen er den helt rigtige. Dette er det vigtigste. Sådan en skydedør glider glat, har god stødabsorbering og støjmodstand og har en bedre mute-effekt. Når forbrugerne vælger skydedørsskinner, skal de. For at vælge en styreskinne af god kvalitet, der passer til din hustype, skal du vælge en styreskinne, der er slidstærk, ikke let at deformere og har en god push-pull fornemmelse.

For andre detaljer, om styreskinnerne og remskiverne er nemme at rengøre, om de er støjsvage, om der er låse og indvendige strukturer, om de er modstandsdygtige over for høje temperaturer og oxidation, skal du spørge tydeligt. Hvad er størrelsen på garderobeskydedørens spor?

Den generelle skydedørsskinne er 84 mm, og den generelt reserverede position er 100 mm. Nu er der en sporvidde på 70mm, men skydedørsrammen svarende til dette spor er også afstemt.

Højden på døren er helst over 207 cm, så hele rummet ikke kommer til at virke for deprimerende. Den bedste skydedørsskinnestørrelse er omkring 80 cm gange 200 cm, så dørens højde er meget stabil og ser godt ud.

Forbrugerne bør vide, hvilke spor der er tilgængelige, før de kender størrelsen på skydedørsskinnen. Skydedørens spor kan groft opdeles i: sporet, der kan skubbes og trækkes i to retninger, envejs- og foldeskydedøren. Blandt disse tre slags, vil foldeskydedøren Døren spare plads. Hvis forbrugeren vælger at lave en skydedør, bør dørens højde vælges over 207 cm, så hele rummet ikke kommer til at fremstå for deprimerende. Den bedste skydedørsskinnestørrelse er 80 cm x Med en højde på ca. 200 cm er døren meget stabil og ser godt ud.

Der er selvfølgelig også mange store huse (udsmykningsgengivelser af store huse). Hvis disse forbrugere ønsker at lave en meget høj skydedørsskinnestørrelse, bør de være opmærksomme på det, for døren er meget høj, og hvis den ofte skubbes og trækkes, vil selve døren blive beskadiget. Hvis den er for høj, vil den være ustabil, og det vil være mere sandsynligt, at døren falder af. Hvis nogle skydedøre er veludførte, kan det få folk til visuelt at se, at rummet bliver større, for eksempel i køkkenet (køkkendekorationsgengivelser) ) ved hjælp af den åbne skydedør, som ikke kun har behandling af skillevæg (skillevægsdekorationsgengivelser) ), men gør også hele rummet større. Derfor bør forbrugerne være mere opmærksomme på valget af skydedørsmaterialer. Skydedøre af forskellige materialer har forskellige effekter, men det er bedst ikke at vælge fuldt gennemsigtigt glas, som er udsat for lysforurening.

Der er tre typer remskiver på markedet: plastremskiver, metalremskiver og glasfiberremskiver. For eksempel bruger nogle store mærker som Meizhixuan døre og vinduer kulfiberskiver.

1. Metalremskiven har en meget stærk bæreevne, og kan modstå stor friktionsstyrke og tryk, og er ikke let at deformere.

2. Gummihjulet er lavet af kulfiber- eller nylonmateriale, hvilket kan gøre push- og pull-aktiviteterne meget glatte, og det er ikke nemt at lave hårde friktionslyde.

3. Glasfiberruller, dette materiale er det mest almindelige i brugen af ​​garderobeskydedøre, fordi det ikke er let at deformere, og glidningen er også meget glat.

Udvidet information:

Glasfiberremskiver er gode. På nuværende tidspunkt er der generelt to typer remskiver på markedet: plastremskiver og glasfiberremskiver. Plastremskiver er hårde, men de er nemme at knække. Efter lang tids brug vil de blive astringerende, og push-pull følelsen bliver meget dårlig. Prisen Det er også billigere; glasfiberremskiven har god sejhed, slidstyrke, glat glidning og holdbarhed. Ved køb skal du sørge for at genkende remskivens materiale.

Spørgsmål, der kræver opmærksomhed ved montering af garderobeskydedørsskinne

I dag kan alle familier lide at tilpasse garderobeskabe. Som facaden på garderoben er skydedøren den mest intuitive faktor, der påvirker den overordnede stil og udseende af garderoben, og skydedøren er også en af ​​de garderobedele, der er mest tilbøjelige til at komme i kontakt med den menneskelige krop og genstande. i det virkelige liv. For Mange forbrugere har en vis forvirring omkring montering af garderobeskydedøre. Kernen i installationen af ​​garderobeskydedøre ligger i installationen af ​​spor. Lad mig derfor introducere dig næste gang.

Montering af garderobeskydedørsskinne

Detaljeret forklaring.

Skydedørsskinnen er kernekomponenten i skydedøren. Det vigtigste at installere skydedøren er

Montering af garderobeskydedørsskinne

, er sporinstallationen næsten færdig.

1. Størrelsen på sporkassen på den øverste del af skydedøren skal være 12 cm høj og 9 cm bred. Ligesom en gardinkasse monteres et spor i sporkassen, og skydedøren kan hænges på skinnen. Når dørens højde er lavere end 1,95 meter, får det folk til at føle sig deprimerede. Når man laver en skydedør, skal højden derfor være mindst 19512=207 cm eller mere.

2. Den gyldne størrelse på en normal dør er omkring 80 cm 200 cm. Under denne struktur er døren relativt stabil og smuk. Derfor skal forholdet mellem bredden og højden af ​​skydedøren svare til den gyldne størrelse.

3. Brug skydedøren med forsigtighed fra gulvet til toppen (åben skinneboks). På grund af det for store udsving ved skub og træk er skydedøren let at deformere over tid. Efter deformation kan døren ikke åbnes, hvilket betyder, at den ikke kan repareres og ikke kan bruges.

4. Til sidst monteres skydedørsskinnen: fastgør det øverste spor, hæng 3 punkter på de to ender og midterpunktet af det øverste spor med en gravitationskegle (ophængshammer), tegn en 3,3-punkts fast overflade på jorden med en olie pen, installer det øverste spor, og sæt derefter en hængende hammer på jorden mod midtpunktet af det øverste spor, sæt lodrette linjer i begge ender af sporet, og fastgør det nederste spor på disse 3 punkter for at sikre, at øvre og nedre spor er helt parallelle, og skydedøren er i den bedste position. status.

at garantere

Montering af garderobeskydedørsskinne

Den glatte fremskridt, skal være opmærksomme på følgende punkter

1. Da skydedøren er i kontakt med væggen eller begge sider af kabinettet, bør der ikke være andre genstande, der blokerer for lukningen af ​​skydedøren ved kontaktpositionen. For eksempel bør placeringen af ​​skuffen i skabet undgå skæringspunktet mellem skydedøre og være højere end bundpladen Mindst 1 cm; skuffen i foldedørsskabet er mindst 15 cm væk fra sidevæggen. Vær her særligt opmærksom på strømafbryderen og stikkontakten på væggen. Hvis lukningen af ​​skydedøren er blokeret, skal kontaktens og stikkontaktens position ændres.

2. Uanset hvilket materiale du laver på jorden, skal du sørge for, at det er plant, og døråbningens fire vægge skal også holdes vandret og lodret. Ellers vil døren være skæv efter montering. Den justerbare fejl er ikke større end 10 mm.

3. Installer venligst ikke hjørnelinjen ved installationspositionen. Gipslinjen kan monteres på tætningspladen over skabet. Hvis døren er direkte til toppen, må du ikke installere gipsledningen. For tæpper med en tykkelse på mindre end 5 mm, klip tæppet af på stedet og indsæt det direkte. Hvis tæppet med en tykkelse på mere end 5 mm monteres på den nederste skinne, kan det fastgøres direkte på tæppet med skruer ; hvis det monteres med en enkelt skinne, skal tæppet ved positionen skæres af, og der lægges en 3-5 mm tyk træliste på tæppet på forhånd, så Monorailen klistres direkte ovenpå.

Til sidst en varm påmindelse,

garderobe skydedørs spor

Det er vigtigt, så det gør vi

Montering af garderobeskydedørsskinne

Det er bedre at være mere forsigtig. Jeg håber, at installationen af ​​garderobeskydedørsskinne, jeg introducerede i dag, vil være nyttig for alle.

Hvad er installationstrinene i skydedørsgarderobe

Trin til installation af garderobe skydedøre;

1. Størrelsen på sporkassen på den øverste del af skydedøren skal være 12 cm høj og 9 cm bred. Ligesom en gardinkasse monteres et spor i sporkassen, og skydedøren kan hænges på skinnen. Når dørens højde er lavere end 1,95 meter, får det folk til at føle sig meget deprimerede. Når man laver en skydedør bør højden derfor være mindst 19512=207 cm.

2. Den gyldne størrelse på en normal dør er omkring 80 cm x 200 cm. Under denne struktur er døren forholdsvis stabil og smuk på samme tid. Derfor skal forholdet mellem bredden og højden af ​​skydedøren svare til den gyldne størrelse.

3. Brug skydedøren fra gulvet til toppen med forsigtighed (åben sporkasse). På grund af det for store udsving ved skub og træk er skydedøren let at deformere over tid. Efter deformation kan døren ikke åbnes, hvilket betyder, at den ikke kan repareres og ikke kan bruges.

4. Når skydedørsskinnen monteres, skal du fastgøre den øverste bane, hænge 3 punkter på de to ender og midtpunktet af den øverste bane med en gravitationskegle (hængende hammer) og tegne en 3,3-punkts fast overflade på jorden med en oliepen, installer det øverste spor, og sæt derefter en hængende hammer til jorden i midten af ​​det øverste spor, sæt lodrette linjer i begge ender af sporet, og fastgør det nederste spor på disse tre punkter for at sikre, at de øvre og nedre spor er helt parallelt, og skydedøren er i bedste stand. op.