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      【機械設計】高端機械設計——柔性機構及其應用,真漲知識!

         2021-09-26 4150
      核心提示:柔性機構有部分柔性機構和全柔性機構之分,其中全柔性機構又分為具有集中柔度的全柔性機構和具有分布柔度的全柔性機構。

      柔性機構(Compliant Mechanism)的概念是在1968年由Buens和Crossley提出的,一般是指通過其部分或全部具有柔性的構件變形而產生位移,傳動力的機械結構。

      柔性機構有部分柔性機構和全柔性機構之分,其中全柔性機構又分為具有集中柔度的全柔性機構和具有分布柔度的全柔性機構。前者的特征是柔性運動代替了全部的運動副,后者的特征是無傳統的鉸鏈,柔性相對均勻的分布在整個機構之中。

      【機械設計】高端機械設計——柔性機構及其應用,真漲知識!

      相對于傳統的剛性結構而言,柔性結構具有以下優點:

      ①可減少構件數目,無需裝配,從而降低了成本;

      ②無需鉸鏈或軸承等運動副,運動和力的傳遞是利用組成它的的某些或全部構件的變形來實現;

      ③無摩擦,磨損及傳動間隙,無效行程小,且不需要潤滑,可實現高精度運動,避免污染,提高壽命;

      ④可存儲彈性能,自身具有回程反力。

      ⑤易于小型化和大批量生產;

      ⑥易于和其他非機械動力相匹配。

      由于柔性機構有以上優點,使得它在微機電系統(MEMS)、精密定位、無裝配設計和仿生機械等領域中得到廣泛的應用。作為柔性機構最簡單形式之一的柔性鉸鏈具有結構緊湊,體積小,無間隙,無摩擦,無需潤滑,運動平滑連續喝位移分辨率高(最高可達1nm)等優點,目前已經在航空,宇航,精密測量,光學工程和生物工程領域獲得重要的應用。但是由于其反復變形容易引起疲勞破壞,對于具有集中柔性的柔性機構又容易出現應力集中現象,大變形引起的非彈性變形加上其設計和分析的難度,使得它在實際應用中受到一定的限制。(我們推薦你關注“機械設計聯盟”公眾號,第一時間掌握干貨知識、行業信息)

       
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