【正文】 提供全套畢業(yè)設計，各專業(yè)都有 畢業(yè)設計說明書 雙驅動曲柄壓力機壓力機構 運動仿真 學生姓名： 學號： 學 院： 專 業(yè)： 指導教師： 20xx 年 6 月 沈傳風 10020xx146 機械與動力工程學院 機械設計制造及其自動化 宋勝濤（副教授） 中北大 學 20xx 屆畢業(yè)設計說明書 雙驅動曲柄壓力機壓力機構運動仿真 摘要 : 混合驅動式曲 柄壓力機是目前機構學領域研究的一個熱點?；旌陷斎脒x用功率較大的常規(guī)電機為機械壓力機提供一個恒定速度輸出，選用功率較小的伺服電機為機械壓力機提供速度調節(jié)。本文在分析傳統(tǒng)壓力機和差動輪系，在查閱多桿混合輸入的相關資料的基礎上設計出雙驅動差動輪系曲柄壓力機。根據條件設計出主要零件結構尺寸，首先建立曲柄滑塊位移、速度、加速度的數學模型，然后對壓力機壓力機構進行運動學仿真得到滑塊位移、速度、加速度的曲線圖，最后分析在改變伺服電機轉速規(guī)律時對仿真結果的影響。 關鍵字 ： 混合驅動，壓力機，差動輪系，運動仿真 中北大 學 20xx 屆畢業(yè)設計說明書 The Kinematics Simulation Of Double Driven Crank Press’ Pressure Abstract:The hybrid crank press is a hot area of mechanism at inputting selects conventional motor with larger power to provide mechanical press a constant speed,and servo motor with smaller power to provide mechanical press speed design double driven crank press with differential gear train on the basis of the analysis of traditional press and the differential gear the main parts’ structure size according to the conditions,and establishing the mathematical model of slidercrank’s displacement、 velocity、 by press pressure kinematics simulation,we can get the curves of slider’s displacement、 velocity、 acceleration,and analysis the change law of servo motor speed on the result of simulation. Keywords:hybrid driven,press,differential gear train,motion simulation 中北大 學 20xx 屆畢業(yè)設計說明書 I 目 錄 1 前言 ???????????????????????????????? 1 研究的目的與意義 ???????????????????? ???? 1 國內外研究現(xiàn)狀 ????????????????????????? 2 題目要求 ???????????????????????????? 4 2 機構設計 ?????????????????????????????? 5 混合輸入的工作原理 ??????????????????????? 5 總體設計方案的確定???????????????????????? 6 3 設計過程論述 ?????????????????? ?????????? 7 電動機的選擇 ?????????????????????????? 7 壓力機功能組成及設計 ???????????????????? 7 電動機的功率及轉速 ????????????????????? 8 傳動比分配 ??????????????????????????? 9 主要結構設計 ?????????????????????????? 10 差動輪系齒輪設計 ?? ???????????????????? 10 軸 1的設計 ????????????????????????? 11 曲軸的設計 ????????????????????????? 12 曲軸軸承的設計 ??????????????????????? 15 連桿的設計 ???????????????????????? 15 4 建立三維模型及裝配 ????????????????????????? 18 5 仿真分析 ????????????? ????????????????? 21 曲柄滑塊的運動規(guī)律 ??????????????????????? 21 仿真結果 ???????????????????????????? 23 高速沖壓仿真結果 ?????????????????????? 23 低速模壓仿真結果 ?????????????????????? 25 常規(guī)電機驅動和混合驅動滑塊速度差異 ??????????????? 27 伺服電機轉速改變對滑塊速 度的影響 ???????????????? 28 6 總結 ???????????????????????????????? 30 中北大 學 20xx 屆畢業(yè)設計說明書 II 參考文獻 ??????????????????????????????? 31 致謝 ????????????????????????????????? 32 中北大 學 20xx 屆畢業(yè)設計說明書 第 1 頁 共 32 頁 一 前言 為了提高產品質量和生產率，延長模具壽命，要求壓力機具有工 作行程慢速均勻和回程快速的特性，這已成為國內外機械壓力機研究開發(fā)的重要方向。利用雙曲柄差動輪系機構對其進行科學的參數配置和串聯(lián)，是實現(xiàn)上述要求的有效途徑。但是目前有關這方面的理論分析和文獻資料甚少。本文先根據給定條件和假設條件計算出主要結構尺寸，并用 Pro/Engineer 進行建模，然后數學方法建立壓力機滑塊位移、速度、加速度的數學模型，在此基礎上利用 Pro/Engineer 仿真功能進行運動學仿真得到壓力機滑塊的位移、速度、加速度曲線圖。 研究的目的與意義 在國民生產中，沖壓工藝較傳統(tǒng)機械加工工藝 效率高，加工步數少，節(jié)約材料和能源，且通過應用各種模具可以做出很多復雜的機械產品。因此，沖壓工藝的應用越來越廣 [1]。隨著我國工業(yè)的蓬勃發(fā)展，特別是汽車、航空航天、電子、家電等領域的不斷進步，對沖壓工藝的要求也越來越高。 沖壓生產中，企業(yè)的目標是在不增加投資和勞動力的前提下提高生產率，人們很容易想到的一個方法就是提高壓力機的速度。然而，由于受到工件材料特性，機械性能等的影響，壓力機的成形速度是很難提高的。傳統(tǒng)的曲柄壓力機由于其機構特性的限制易造成零件撕裂起皺、廢品率高、而且模具使用壽命低、噪聲大不利用薄板深 拉伸 [2]。因此我們考慮混合驅動的方法是滑塊具有急回特性。 另一方面，由于使用普通電機作為輸入動力源，傳統(tǒng)的機械壓力機輸出的沖壓工藝曲線是固定不變的，即“柔性”太差，這很難滿足沖壓工藝的快速多變性。隨著控制技術與伺服技術的不斷發(fā)展，可以考慮使用伺服電機作為驅動器，而國外也正是如此，而在國內，由于大功率伺服電機價格昂貴，利用大功率伺服電機作為驅動源無疑大大增加了壓機成本，這對提高企業(yè)競爭力很不利。因此，全伺服壓力機在我國的發(fā)展受到一定的阻礙。而混合驅動機構可以解決問題，所謂混合驅動，即：同時使用一個大功率的常速電機和一個小功率的伺服電機作為驅動，其中，常速電機提供主要動力，而伺服電機僅起調節(jié)作用，這樣，再通過一個二自由度機構對其運動進行合成 [3]。 在我國，為滿足沖壓工藝“柔性”要求，混合驅動壓力機是必須的。在設計出雙驅動曲柄壓力機結構后，可以在專業(yè)軟件上進行運動學仿真，檢驗結構設計是否合理，并中北大 學 20xx 屆畢業(yè)設計說明書 第 2 頁 共 32 頁 從仿真結構中分析機構的運動情況是否與預期結果相符，運用仿真不僅可以縮減成本而且縮短開發(fā)時間。 國內外研究現(xiàn)狀 目前關于機械壓力機的混合輸入方面的研究論文有很多，已經成為當前研究的一個熱點問題。所謂的混 合輸入就是利用一個具有兩個自由度的機構 (稱為差速機構 ), 同時輸入兩個獨立的運動，經過差速機構對這兩個運動的合成，最后得到滿足一定要求的輸出。能夠實現(xiàn)混合輸入的機構也稱為可控機構 [4]。在機械壓力機上應用混合輸入的目的就是用功率較大的常規(guī)電動機去帶動飛輪完成機械壓力機的對外工作做功，用功率較小的伺服電機去完成滑塊的