这个多曲线梁弯曲枢轴是如何工作的?

3D打印 3d 设计 材料
2021-05-21 00:15:49

我在 Handbook of Compliant Mechanisms (2013), page 162 或“Chapter 11, Elements of Mechanisms”的开头,第 11.1.2 Revolute

我不明白当 b 围绕 c 旋转时,它应该如何从 1 变为 2。

描述如下:

该元件是由三个弯曲梁构成的旋转弯曲枢轴,以实现大范围的运动。理论上,由于绕轴对称布置,该元件将在没有轴向漂移运动的情况下旋转。

(1)刚体a固定。刚体 b 绕 c 轴旋转。
(2) 变形配置
(3) 设备照片。

目前尚不清楚光束的哪一部分与什么相连。我可以理解一个弯曲的梁如何改变它的曲率(一般来说,就像它们在双稳态闩锁中所做的那样),但我不明白它们如何在旋转结束时以相反的方式弯曲他们是如何开始的。

c2/c3 如何从 1 中的配置变为 2 中的配置?

或者它们可能是同一想法的两个不同迭代?我可以看到 (1) 或 (2) 如何阻止 c 围绕 b 旋转,并将其弹回其原始位置。文字权利要求(2)虽然是变形的配置。我还可以看到,如果 (b) 逆时针旋转,只有 c1、c3、c5 的 (1) 会如何变形为 (1) 和 c0、c2、c4。

另外,打印这种兼容机制的理想材料是什么?

在此处输入图片说明

2个回答

图片看起来好像有一个印刷的背面,中央部分附着在上面。事实并非如此,否则弯曲构件将无法弯曲。外圈内的所有东西都必须与后壳分离。

与所有联轴器,尤其是柔性联轴器一样,联轴器可以传输的扭矩量是有限的。在材料的弹性范围内,这看起来是一个不错的设计,并且非常适合 3D 打印。力是沿着层,而不是跨层。

对于旋转耦合器来说,这看起来是一个不错的设计。我拒绝将其称为“轴”耦合器,因为两侧都没有与轴连接。可以修改设计以具有更大的带轴孔(和固定螺钉)的中央轮毂。事实上,有一种隐含的方法来固定外环,以及一个相当明确的三针适配器,用于插入连接到中心的臂中的开口槽。

我会使用 ABS 而不是 PLA,尽管这取决于您需要的刚度和承受滥用的能力。PLA比ABS更稳定,而ABS在弹性范围内更符合要求。我不相信这两种塑料中的任何一种都能承受数以百万计的弯曲。

我更喜欢用 TPU 或尼龙打印这个。这两种材料都比 ABS 和 PLA 更坚固。它们能够承受更大的挠曲,而微裂纹和退化问题更少。我已经打印了另一个 TPU 联轴器,它既合规又静止。

在不了解应用的情况下,不可能真正确定一种材料。

至于你关于一个例子是另一个例子的变换的问题,我不认为它们是。A 和 B 图纸在功能上相似,但不是同一零件的受压和无受压版本。两者都可以用作耦合器。

我会尝试用 PLA 打印它,因为它非常灵活。根据我的经验,ABS 更难,更容易断裂。如果您能够打印 PET,出于同样的原因,您也应该尝试一下。可能还有我从未听说过的更好的材料,如果我有任何错误,也请发表评论。