Új, egyenes kör, rugalmas csuklópánt-ismeret tervezése és elemzése

Átdolgozva

Absztrakt:

A jobb hajlékonysággal és nagyobb forgási pontossággal rendelkező rugalmas csuklópánt elérése érdekében egy újszerű kialakítást fejlesztettek ki az egyenes körkörös rugalmas csuklópánt számára. Ennek az új zsanérnak a rugalmasságát, pontosságát és kifáradási élettartamát összehasonlították és elemezték egy hagyományos egyenes körkörös rugalmas csuklópánttal. Az eredmények azt mutatták, hogy az új egyenes körkörös flexibilis zsanér nagyobb rugalmasságot és nagyobb forgási pontosságot mutat a hagyományos csuklópánthoz képest. Mindkét zsanér kifáradási élettartama közel a végtelen. Összességében az új rugalmas zsanér jobban teljesített, mint a hagyományos zsanér, és megfelelt a tervezési követelményeknek.

1.

A rugalmas csuklópántok széles körű kutatások tárgyát képezték a mikroelektromechanikai rendszerekben, a precíziós műszerekben és a mikromanipulációban való alkalmazásuk miatt. Ezek a zsanérok kis méretűek, hézagmentesek, mentesek a mechanikai súrlódástól és nagyon érzékenyek. A kutatók érdeklődést mutattak a rugalmas zsanérok tervezése iránt [1-3]. A rugalmas zsanérok kritikus tulajdonságai közé tartozik a merevség (rugalmasság), a pontosság és a feszültségi jellemzők [4-5]. Mivel a flexibilis csuklópántok hajlamosak a kifáradásra a merev szerkezetekhez képest, ezért a tervezési fázisban szükséges a kifáradás elemzése [6-7].

Ebben a cikkben egy egyenes körkörös, rugalmas csuklópánt új kialakítását mutatjuk be. Ennek a csuklónak a rugalmasságát, pontosságát és fáradási élettartamát a Workbench 15.0 végeselemes szoftverrel elemezték. Az új zsanér teljesítményét a hagyományos egyenes körkörös rugalmas csuklópántéhoz hasonlítják.

2. Csuklópánt teljesítményelemzés

A megbízható rugalmas csuklópánt megtervezéséhez elengedhetetlen annak alapvető jellemzőinek elemzése. A rugalmas csuklópántok elsődleges teljesítményparaméterei közé tartozik a rugalmasság, a pontosság és a kifáradási élettartam.

2.1 Rugalmassági elemzés

A rugalmasság (merevség) a rugalmas csuklópántok döntő tervezési paramétere. Az (1) egyenlet azt mutatja, hogy ha más paraméterek állandóak maradnak, a kisebb csuklószélesség (b) nagyobb rugalmasságot eredményez. Ezért az új, egyenes körkörös rugalmas csuklópánt keskenyebb bemetszésszélességgel (b1) fokozott rugalmasságot mutat. Végeselem elemzést végeztünk a Workbench 15.0 segítségével a két csuklópánt rugalmasságának ellenőrzésére. Mindkét zsanérra ugyanazokat az anyagtulajdonságokat, terhelést és peremfeltételeket alkalmaztuk. A zsanérmodell anyagaként 190 GPa rugalmassági modulusú és 0,305-ös Poisson-arányú rozsdamentes acélt választottak. A hagyományos egyenes körkörös hajlékony zsanér méretei a következők voltak: csuklópánt hossza (a) = 30 mm, szélesség (b) = 10 mm, magasság (h) = 10 mm, minimális vastagság (t) = 1 mm és ív sugara (r ) = 4,5 mm

Üdvözöljük legújabb blogbejegyzésünkben, ahol a {blog_title} témakörben merülünk el! Ha ihletet, tippeket keres, vagy csak egy jó olvasmányt keres ebben a témában, akkor jó helyen jár. Fogja meg tehát kedvenc italát, dőljön hátra, és fedezze fel a {blog_title}-ról mindent, amit tudni lehet.