[发明专利]一种影响机构运动精度的薄弱铰链确定方法

说明书

本发明涉及机械设计领域，公开了一种影响机构运动精度的薄弱铰链确定方法。影响机构运动精度的薄弱铰链确定方法包括了计算运动机构的原始位置表征量L₀、计算每个铰链对应的修正位置表征量、位置指标，再计算各个铰链的精度指标，再根据各铰链的精度指标判断机构中最薄弱的铰链。本发明的确定方法是考虑了铰链磨损对机构运动精度的动态影响，而传统的铰链间隙评估方法中很少考虑铰链的磨损过程。利用该方法，可以准确地得到机构中薄弱的铰链，从而在机构设计过程中可以有针对性地对薄弱铰链进行加强，节省制造成本。

技术领域

本发明涉及机械设计领域，具体而言，涉及一种影响机构运动精度的薄弱铰链确定方法。

背景技术

铰链在运动机构中广泛使用，用于连接两个相邻的构件，铰链的磨损在机构工作过程中不可避免。铰链的磨损常常会导致机构的运动精度降低。通常，机构越复杂、构件越多、功能越强大，需要使用的铰链也就越多。因而，一般的机构中常常使用多个铰链。同一个机构中，不同位置的铰链的载荷、相对运动位移不相同，铰链的磨损也不相同。此外，不同位置铰链的磨损对机构的运动精度的影响常常也不相同。如何准确确定对机构运动精度影响最大的铰链，对机构的设计以及维修有着重要意义。

针对运动机构铰链磨损的分析，现有技术无法同时考虑铰链磨损的动态过程和不同位置铰链对机构性能的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的包括提供一种影响机构运动精度的薄弱铰链确定方法，以改善现有技术无法同时考虑铰链磨损的动态过程和不同位置铰链对机构性能的影响。

本发明的实施例是这样实现的：

一种影响机构运动精度的薄弱铰链确定方法，用于确定包含有两个以上铰链的运动机构中的薄弱铰链，影响机构运动精度的薄弱铰链确定方法包括：

根据各个铰链的初始间隙和机构的目标运动位置及预建立的机构动力学方程，计算得到机构运动到目标位置时的原始位置表征量L₀；

将铰链i的初始间隙与铰链i的最大许用磨损深度r_i的和确定为铰链i的间隙；依据铰链i的间隙及预建立机构动力学方程，计算得到机构运动到目标位置时的修正位置表征量L_i，以此计算出各个铰链对应的修正位置表征量；

计算各个铰链的位置指标，各铰链的位置指标满足：

其中，P_i为铰链i的位置指标；

根据各个铰链的位置指标，计算各个铰链的精度指标；

根据各个铰链的精度指标，判断机构中最薄弱的铰链。

进一步的，许用磨损深度r_i取铰链衬套直径的0.8％-1.6％。

进一步的，许用磨损深度r_i取铰链衬套直径的0.8％-1.2％。

进一步的，许用磨损深度r_i取铰链衬套直径的1％。

进一步的，各个铰链的精度指标满足以下公式：

K_i＝P_i×W_i；

其中，K_i为铰链i的精度指标，W_i为铰链i在机构的一个运动周期内的磨损深度。

进一步的，磨损深度W_i是利用Archard磨损模型计算得到。

进一步的，根据各个铰链的精度指标判断机构中的薄弱铰链的步骤包括：

对各个铰链的精度指标进行排序，判定精度指标最大的铰链为机构中最薄弱的铰链。