第一個分析結(jié)果是安全系數(shù)，該系數(shù)是材料的屈服強度與實際應(yīng)力的比值．COSMOSXpress使用最大等量應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)來計算安全系數(shù)．當(dāng)?shù)攘繎?yīng)力達(dá)到材料的屈服強度時，材料開始屈服．在相同受力條件下，1060合金的最低安全系數(shù)為1．065 45，而尼龍的最低安全系數(shù)為5．355 85，遠(yuǎn)比1060合金安全．從應(yīng)力圖解可知：尼龍鉸鏈的最大應(yīng)力為2．596×107 N／m2。屈服力為1．390×108 N／m2；1060合金鉸鏈的最大應(yīng)力為2．588N 107 N／m2，屈服力為2．757×107 N／m2．說明兩種材料的最大應(yīng)力都小于許用應(yīng)力，滿足強度條件．
   
    柔性鉸鏈作為機構(gòu)的運動副，是靠材料的彈性變形來實現(xiàn)微小的運動．欲使柔性鉸鏈產(chǎn)生較大的變形，從材料的角度出發(fā)就要有較大的強度極限與彈性模量比．為了增大柔性鉸鏈的運動范圍，在滿足強度要求的前提下，彈性模量E越大越好．但是兼顧到工作臺的動態(tài)性能，選擇了彈性模量E較小的尼龍作為鉸鏈的材料．
 

   
    1．3鉸鏈尺寸的選取
   
    初選柔性鉸鏈的3種尺寸組合：t=1mm，r=2.5 mm；t=2mm，r=2.5 mm；t=l mm，r=3 mm．通過有限元分析軟件COSM0SXpress，分析3種t和r組合的柔性鉸鏈的應(yīng)力分布情況．選項中設(shè)置在應(yīng)力圖解中為最大和最小值顯示注解，如圖4所示．比較圖4(a)和(b)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)柔性鉸鏈的半徑不變，厚度發(fā)生變化時，其最大應(yīng)力發(fā)生了很大的變化．而保持厚度不變，改變鉸鏈的半徑，如圖4(a)和(c)，發(fā)現(xiàn)鉸鏈的最大應(yīng)力沒有明顯的變化．由應(yīng)力圖解可知：柔性鉸鏈最小厚度的變化對鉸鏈特性影響最顯著，而切割半徑相對影響較．
   
    在并聯(lián)微動機構(gòu)的設(shè)計過程中，動平臺需要具有良好的動態(tài)特性，為了保證運動的穩(wěn)定性，動平臺應(yīng)具有足夠的剛度，因此鉸鏈的剛度應(yīng)盡量大．但是作為一種應(yīng)用于超精密加工領(lǐng)域的機構(gòu)，為了實現(xiàn)傳動的高靈敏度和高分辨率，在保證動平臺剛度的前提下，應(yīng)適當(dāng)減小柔性鉸鏈的最小厚度，增大鉸鏈的切割半徑．注意最小厚度t不能過小，這樣會導(dǎo)致鉸鏈不能承受較大或頻繁交變的載荷，導(dǎo)致部件失效甚至斷裂．在結(jié)合設(shè)計要求和有限元分析的前提下，選擇圖4(c)組合：t=1·mm。r=3mm．
   
    2驅(qū)動支桿的設(shè)計和有限元分析
   
    2.1驅(qū)動支桿的設(shè)計
   
    目前應(yīng)用精度達(dá)到納米級以上的微動機構(gòu)大多采用基于壓電陶瓷材料的驅(qū)動元件，但是其輸出功率低，而且由于采用疊片結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生漂移現(xiàn)象新型超磁致伸縮材料TbDyFe具有輸出力大、位移分辨率高及位移范圍大等特點，且結(jié)構(gòu)簡單，不存在蠕變及漂移．作動器由磁致伸縮棒、永磁鐵套桶、軛鐵及彈性鋼片等組成．磁致伸縮棒在激勵磁場的作用下產(chǎn)生變形，實現(xiàn)微量位移．在導(dǎo)出桿部分套上作動器的外殼，桿向力主要由磁致伸縮棒承受，其他的力由作動器外殼承受．