一种四分支五轴串并混联机床的机构综合与分析

摘要

在加工轮毂表面时因为工件表面形状复杂，传统的工艺往往无法方便加工。人力加工，大型设备耗时耗力。本文针对这样的复杂表面加工提出了一种四分支五轴加工机床的新构型，机床构型综合并联机构和串联机构的优势，弥补了现有混联机床构型的空缺，并对的机构运动和力学特性进行了初步分析。
　　本文首先根据工件的加工特性，通过一般选型原则，综合出一种交叉布置的R(2-UPR/2-UPS)五轴混联机床的新构型，利用线几何法对机构奇异位型进行分析，得出铰链的初步布置方式。
　　接下来对机床构型进行初步描述和结构设计，并把机构分为并联部分和混联部分，分别进行了机构的建模，分析各自的运动特性，计算了机构的运动映射关系，给出了分析一类混联机构运动特性的方法，并对结果进行 Matlab建模计算和Solidworks运动学仿真。
　　然后对于机床机构的工作空间做初步的分析。分析机构的各运动副的运动范围，采用三维直角坐标搜索的方法将工作空间用三维图像表示出来。给出多个变量与工作空间体积之间的关系，并将工件与机床不同特性下工作空间的关系并通过图像表示出来。
　　最后利用R(2-UPR/2-UPS)机构一阶影响系数对机构的一些特性进行了分析，将评价指标做为结果在图像中表示出来进行优化设计。本文将从机构的静力学，刚度，灵活度方面对机构进行全面分析，并对机构进行动力学仿真。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 轮毂加工的现状

1.3 五轴机床的研究现状

1.4 课题的研究意义及主要研究内容

第2章 机床机构的构型综合

2.1 引言

2.2 基于加工特性和构型原则的构型选取

2.3基于约束螺旋综合法的构型选取

2.4 R(2-UPR/2-UPS)机床的构型分析

2.5 本章小结

第3章 R(2-UPR/2-UPS)混联机构结构设计和运动学分析

3.1 引言

3.2 R(2-UPR/2-UPS)混联机床的结构设计

3.3 2-UPR/2-UPS机构运动学分析

3.4 R(2-UPR/2-UPS)混联机床的运动学分析

3.5 本章小结

第4章 R(2-UPR/2-UPS)混联机床的工作空间及分析

4.1 引言

4.2 R(2-UPR/2-UPS)混联机床的工作空间建模

4.3 R(2-UPR/2-UPS)混联机床工作空间体积计算及分析

4.4 工作空间内的工件布置

4.5 本章小结

第5章 基于一阶影响系数的特性分析和机构动力学仿真

5.1 引言

5.2 R(2-UPR/2-UPS)机床的静力学分析

5.3 2-UPR/2-UPS机构的灵活度分析

5.4 2-UPR/2-UPS机构的方向刚度分析

5.5 R(2-UPR/2-UPS)机床动力学仿真

5.6 本章小结

结论

参考文献

致谢