机械设计与研究 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (02): 12-15.doi: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5155

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摆线柔性铰链的设计计算与性能分析

李成;何涛;陈明亮;陈国瑜;王传礼;   

  1. 安徽理工大学机械工程学院;中国矿业大学江苏省矿山机电装备重点实验室;
  • 出版日期:2020-04-26 发布日期:2020-04-26

  • Online:2020-04-26 Published:2020-04-26

摘要: 提出了一类基于摆线方程切口的新型柔性铰链。利用变截面梁弯曲理论推导其转动刚度数学模型,根据微元法下的胡克定律叠加原理推导其拉伸刚度的数学模型,通过有限元验证了计算公式的正确性,讨论了结构参数对转动刚度的影响关系和显著程度,比较了新型柔性铰链与传统柔性铰链的性能。分析表明转动刚度与弹性模量、宽度和最小厚度成正比,而与拱高参数成反比,且对最小厚度的变化最敏感,新型柔性铰链的柔度仅次于椭圆型,相较于圆弧型和抛物线型柔铰对载荷的敏感程度平均提高了10%和30%以上,新型摆线柔铰为柔性铰链的设计选型提供了新思路。

关键词: 柔性铰链, 转角刚度, 拉伸刚度, 有限元分析

Key words: flexure hinge, corner stiffness, tensile stiffness, finite element analysis