【正文】 星齒輪傳動的一種特殊應(yīng)用形式。 題目要求在原有單自由度曲柄壓力機的基礎(chǔ)上進行改造，利用兩自由度機構(gòu)實現(xiàn)雙驅(qū)動壓力機構(gòu)得到雙驅(qū)動曲柄壓力機。師后龍、何光軍、鹿新建等人對曲柄壓力機的傳動系統(tǒng)按照上傳動 /下傳動、曲軸縱放 /橫放、傳動級數(shù)以及曲柄滑塊機構(gòu)的數(shù)量進行了統(tǒng)計分類，并大膽預(yù)設(shè)了今后曲柄壓力機傳動系統(tǒng)的發(fā)展方向，即：伺服電機驅(qū)動、多連桿機構(gòu)、橢圓齒輪機構(gòu)以及行星齒輪機構(gòu)。 1992年，為了驗證混合驅(qū)動機構(gòu)的各項性能及其特點，針對變規(guī)律的輸出運動要求，例如：升 降、升 停 降、升 降停運動，他們在研究中采用混合驅(qū)動的方案，如圖 。在設(shè)計出雙驅(qū)動曲柄壓力機結(jié)構(gòu)后，可以在專業(yè)軟件上進行運動學(xué)仿真，檢驗結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，并中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁 共 32 頁 從仿真結(jié)構(gòu)中分析機構(gòu)的運動情況是否與預(yù)期結(jié)果相符，運用仿真不僅可以縮減成本而且縮短開發(fā)時間。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。 關(guān)鍵字 ： 混合驅(qū)動，壓力機，差動輪系，運動仿真 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)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(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 I 目 錄 1 前言 ???????????????????????????????? 1 研究的目的與意義 ???????????????????? ???? 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ????????????????????????? 2 題目要求 ???????????????????????????? 4 2 機構(gòu)設(shè)計 ?????????????????????????????? 5 混合輸入的工作原理 ??????????????????????? 5 總體設(shè)計方案的確定???????????????????????? 6 3 設(shè)計過程論述 ?????????????????? ?????????? 7 電動機的選擇 ?????????????????????????? 7 壓力機功能組成及設(shè)計 ???????????????????? 7 電動機的功率及轉(zhuǎn)速 ????????????????????? 8 傳動比分配 ??????????????????????????? 9 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計 ?????????????????????????? 10 差動輪系齒輪設(shè)計 ?? ???????????????????? 10 軸 1的設(shè)計 ????????????????????????? 11 曲軸的設(shè)計 ????????????????????????? 12 曲軸軸承的設(shè)計 ??????????????????????? 15 連桿的設(shè)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(jié)果 ???????????????????????????? 23 高速沖壓仿真結(jié)果 ?????????????????????? 23 低速模壓仿真結(jié)果 ?????????????????????? 25 常規(guī)電機驅(qū)動和混合驅(qū)動滑塊速度差異 ??????????????? 27 伺服電機轉(zhuǎn)速改變對滑塊速 度的影響 ???????????????? 28 6 總結(jié) ???????????????????????????????? 30 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 II 參考文獻 ??????????????????????????????? 31 致謝 ????????????????????????????????? 32 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 32 頁 一 前言 為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)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(nèi)外機械壓力機研究開發(fā)的重要方向。根據(jù)條件設(shè)計出主要零件結(jié)構(gòu)尺寸，首先建立曲柄滑塊位移、速度、加速度的數(shù)學(xué)模型，然后對壓力機壓力機構(gòu)進行運動學(xué)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(zhuǎn)速規(guī)律時對仿真結(jié)果的影響。 沖壓生產(chǎn)中，企業(yè)的目標(biāo)是在不增加投資和勞動力的前提下提高生產(chǎn)率，人們很容易想到的一個方法就是提高壓力機的速度。 在我國，為滿足沖壓工藝“柔性”要求，混合驅(qū)動壓力機是必須的。之后，他們進一步研究了這類機構(gòu)的特點，完善了“復(fù)合式機器”的思想，建立了完善的系統(tǒng)模型和實驗方案。他們針對混合驅(qū)動機構(gòu)實現(xiàn)運動規(guī)律的控制，運用 ADAMS軟件建立了混合驅(qū)動機構(gòu)的虛擬樣機模型（如圖 ），然后經(jīng) 過逆運動分析，在確定恒速原動件運動規(guī)律的基礎(chǔ)上，通過綜合的輸出運動，在 ADAMS的仿真中可以清楚直觀的了解到此機構(gòu)的運動狀況，得到構(gòu)件及關(guān)鍵點的運動特性和動力特性 [9]。由于電動機為常規(guī)電機，因此不具有靈活性。行星差動傳動具有兩個自由度，太陽輪，內(nèi)齒圈和行星架都承受外轉(zhuǎn)矩而運動。在差動輪系前串聯(lián)減速器Ⅰ和減速器Ⅱ，主要是因為為了承擔(dān)一部分減速任務(wù)， 差動輪系的傳動比取值太大，會造成傳動效率的降低。則常速電機與差動輪系之間用 變速箱替換減速器，則總體傳動方案如圖 。當(dāng)在低速模壓 10r/min模式下時，周期 s6T? ，轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)學(xué)表達式為：))(d e g /60s in (120 stn ??低 。差動輪系結(jié)構(gòu)中行星輪的個數(shù)為 3，并且取行星輪間的載荷分配不均衡系數(shù)為 ?pk 。鍛比一般取 。 危險截面： C— C（曲柄頸中點處）， B— B（右側(cè)曲柄臂右端面）。 連桿的設(shè)計 連桿是壓力機上最重要的受力零件之一，這里使用曲柄軸用連桿。為了節(jié)約優(yōu)質(zhì) 鋼材，降低產(chǎn)品成本，此壓力機鑄鐵的連桿材料采用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 Pro/E在今日儼然成為三維 CAD/CAM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)軟件，廣泛應(yīng)用于 3C產(chǎn)品、汽車電子、通信、機械、模具、工業(yè)設(shè)計、機車、自行車、航天、家電、玩具等各行業(yè)。所以 OA以角速度 ? 做旋轉(zhuǎn)運動時， B點則以速度 ? 作直線運動。所以曲柄滑塊的位移、速度、加速度都是曲柄轉(zhuǎn)速 ? 和時間 t的關(guān)系式。從 混常 和 ?? 數(shù)學(xué)表達式中我們就可以看出 )2s i ( s i nt60s in1 5 0 0 0 ???? ???? ?；?，而15000 )2s ( s in60s in ?? ??t 是伺服電機對滑塊速度的影響。 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 30 頁 共 32 頁 六 總結(jié) 雙驅(qū)動曲柄壓力機設(shè)計是一個較為簡單的運動的合成設(shè)計，主要功能是將常規(guī)電機和伺服電機的運動通過具有兩個自由度的差動行星輪系合成，然后輸出作用到 曲柄滑塊機構(gòu)，通過曲柄的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)滑塊的上下移動，通過控制伺服電機的轉(zhuǎn)速來控制滑塊的速度，其中常規(guī)電機提供主要動力，而伺服電機起調(diào)節(jié)作用。這本次設(shè)計中我得到了老師和同學(xué)們的指導(dǎo)和幫助，衷心的感謝你們。