并联机构静刚度特性及结构优化

并联机构一直是机构学领域研究的重点，其刚度是保证其运行精度的重要因素之一。多年来的实际应用发现，其在某些工作位置会出现刚度不足的情况。对并联机构进行结构优化，使其在工作区域内拥有更高的刚度，对于并联机构在各类产品尤其是机床类产品中的应用，具有非常重要的意义。本书论述并分析国内外并联机构的发展现状以及并联机构刚度的研究状况，介绍并联机构整机刚度的建模方法及刚度性能评价指标的应用，在此基础上对并联机构的刚度特性进行分析评价，将并联机构的刚度性能分析约束在其工作空间之内，以静刚度性能评价方法作为并联机构的优化依据，通过优化机构的主要结构尺寸，使该并联机构的刚度得到优化。本书可供机械工程领域从事相关方面研究的人员参考使用，也可作为机械工程领域相关专业教师、研究生和髙年级本科生的参考书。

前言
第1章绪论1
1.1概述1
1.2国内外并联机构研究状况4
1.2.1国外并联机构发展状况4
1.2.2国内并联机构发展状况9
1.2.3并联机构静刚度研究概况12
1.2.4并联机构刚度优化设计的发展16
1.3并联机构静刚度特性研究的目的与意义17
第2章并联机构运动特性分析20
2.1概述20
2.2基于螺旋理论的机构分析21
2.2.1并联机构简介21
2.2.2螺旋理论基础23
2.2.3机构的自由度分析26
2.2.4机构输入选取的合理性判断31
2.3并联机床的运动特性分析35
2.3.1影响系数矩阵35
2.3.2机构的主螺旋分析37
2.4并联机构运动学分析43
2.4.1并联机构的位置逆解44
2.4.2并联机构的位置正解50
2.4.3并联机构速度表达式51
2.5并联机构工作空间分析54
2.5.1并联机构工作空间的求解方法55
2.5.23-TPT并联机构工作空间的求解58
2.6本章小结64
第3章并联机构静刚度特性分析65
3.1概述65
3.2并联机构静力学分析66
3.3并联机构整机静刚度矩阵求解70
3.3.1并联机构刚度矩阵的分析70
3.3.2并联机构刚度模型建立73
3.3.3并联机构的支链刚度求解74
3.3.43-TPT并联机构整机刚度求解82
3.4本章小结84
第4章并联机构静刚度特性的实验研究85
4.1概述85
4.2传递函数的求取88
4.2.1振动系统的运动方程88
4.2.2正交条件及模态正则化90
4.2.3频率响应函数及模态参数识别方法93
4.3刚度和阻尼系数识别方法93
4.4激励方法的选择95
4.5机构刚度和阻尼系数识别实验99
4.5.1虚拟仿真实验分析99
4.5.2模态测试实验分析102
4.6本章小结106
第5章并联机构刚度性能评价方法研究107
5.1概述107
5.2最小特征值法的理论与仿真109
5.2.1最小特征值法的理论109
5.2.2最小特征值法的仿真110
5.3静刚度性能商法的理论与仿真112
5.3.1静刚度性能商法的理论113
5.3.2静刚度性能商法的仿真114
5.4工作空间性能评价指标分析120
5.4.1工作空间体积评价120
5.4.2工作空间极限点评价122
5.5本章小结124
第6章基于刚度特性的并联机构结构优化126
6.1概述126
6.2并联机构整机结构尺寸优化129
6.2.1结构尺寸对机构刚度的影响分析129
6.2.2并联机构刚度优化模型135
6.2.33-TPT并联机构刚度优化模型求解138
6.3优化设计有效性分析139
6.3.1利用最小特征值法评价刚度优化情况140
6.3.2利用静刚度性能商法评价刚度优化情况141
6.4本章小结143
参考文献145