单轴柔性换向机构刚度分析

简介

针对某些场合由于空间有限需要换向的情况，设计了一种单轴柔性换向机构。基于线弹性及小变形理论，推导了圆弧形柔性铰链平面内柔度矩阵各参数的解析计算公式，得到了圆弧形柔性铰链的平面内柔度矩阵，计算出了柔性换向机构内柔性铰链的柔度矩阵，并通过有限元软件对该计算结果进行了验证。推导出了柔性换向机构的刚度以及传动比，并通过有限元软件和实验对该计算结果进行了验证。结果表明：在柔度矩阵各项参数的解析值与有限元仿真值之间的相对误差中，除c22项误差较大（-11．84％）以外，其他项误差均在4％以内；柔性换向机构刚度及传动比的解析值与仿真值之间的相对误差分别为-3.31％和5.27％；柔性换向机构刚度及传动比的解析值与实骀值之间的相对误差分别在6%与11％以内。