【正文】 星齒輪傳動(dòng)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(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，利用兩自由度機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)構(gòu)得到雙驅(qū)動(dòng)曲柄壓力機(jī)。師后龍、何光軍、鹿新建等人對(duì)曲柄壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)按照上傳動(dòng) /下傳動(dòng)、曲軸縱放 /橫放、傳動(dòng)級(jí)數(shù)以及曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的數(shù)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分類，并大膽預(yù)設(shè)了今后曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向，即：伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、多連桿機(jī)構(gòu)、橢圓齒輪機(jī)構(gòu)以及行星齒輪機(jī)構(gòu)。 1992年，為了驗(yàn)證混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)性能及其特點(diǎn)，針對(duì)變規(guī)律的輸出運(yùn)動(dòng)要求，例如：升 降、升 停 降、升 降停運(yùn)動(dòng)，他們?cè)谘芯恐胁捎没旌向?qū)動(dòng)的方案，如圖 。在設(shè)計(jì)出雙驅(qū)動(dòng)曲柄壓力機(jī)結(jié)構(gòu)后，可以在專業(yè)軟件上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，并中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 2 頁(yè) 共 32 頁(yè) 從仿真結(jié)構(gòu)中分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況是否與預(yù)期結(jié)果相符，運(yùn)用仿真不僅可以縮減成本而且縮短開發(fā)時(shí)間。然而，由于受到工件材料特性，機(jī)械性能等的影響，壓力機(jī)的成形速度是很難提高的。 關(guān)鍵字 ： 混合驅(qū)動(dòng)，壓力機(jī)，差動(dòng)輪系，運(yùn)動(dòng)仿真 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)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(jì)說(shuō)明書 I 目 錄 1 前言 ???????????????????????????????? 1 研究的目的與意義 ???????????????????? ???? 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ????????????????????????? 2 題目要求 ???????????????????????????? 4 2 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ?????????????????????????????? 5 混合輸入的工作原理 ??????????????????????? 5 總體設(shè)計(jì)方案的確定???????????????????????? 6 3 設(shè)計(jì)過程論述 ?????????????????? ?????????? 7 電動(dòng)機(jī)的選擇 ?????????????????????????? 7 壓力機(jī)功能組成及設(shè)計(jì) ???????????????????? 7 電動(dòng)機(jī)的功率及轉(zhuǎn)速 ????????????????????? 8 傳動(dòng)比分配 ??????????????????????????? 9 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ?????????????????????????? 10 差動(dòng)輪系齒輪設(shè)計(jì) ?? ???????????????????? 10 軸 1的設(shè)計(jì) ????????????????????????? 11 曲軸的設(shè)計(jì) ????????????????????????? 12 曲軸軸承的設(shè)計(jì) ??????????????????????? 15 連桿的設(shè)計(jì) ???????????????????????? 15 4 建立三維模型及裝配 ????????????????????????? 18 5 仿真分析 ????????????? ????????????????? 21 曲柄滑塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ??????????????????????? 21 仿真結(jié)果 ???????????????????????????? 23 高速?zèng)_壓仿真結(jié)果 ?????????????????????? 23 低速模壓仿真結(jié)果 ?????????????????????? 25 常規(guī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和混合驅(qū)動(dòng)滑塊速度差異 ??????????????? 27 伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速改變對(duì)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(jì)說(shuō)明書 II 參考文獻(xiàn) ??????????????????????????????? 31 致謝 ????????????????????????????????? 32 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 1 頁(yè) 共 32 頁(yè) 一 前言 為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，延長(zhǎng)模具壽命，要求壓力機(jī)具有工 作行程慢速均勻和回程快速的特性，這已成為國(guó)內(nèi)外機(jī)械壓力機(jī)研究開發(fā)的重要方向。根據(jù)條件設(shè)計(jì)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(duì)壓力機(jī)壓力機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)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(jī)轉(zhuǎn)速規(guī)律時(shí)對(duì)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(dòng)力的前提下提高生產(chǎn)率，人們很容易想到的一個(gè)方法就是提高壓力機(jī)的速度。 在我國(guó)，為滿足沖壓工藝“柔性”要求，混合驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)是必須的。之后，他們進(jìn)一步研究了這類機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，完善了“復(fù)合式機(jī)器”的思想，建立了完善的系統(tǒng)模型和實(shí)驗(yàn)方案。他們針對(duì)混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的控制，運(yùn)用 ADAMS軟件建立了混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型（如圖 ），然后經(jīng) 過逆運(yùn)動(dòng)分析，在確定恒速原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上，通過綜合的輸出運(yùn)動(dòng)，在 ADAMS的仿真中可以清楚直觀的了解到此機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀況，得到構(gòu)件及關(guān)鍵點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力特性 [9]。由于電動(dòng)機(jī)為常規(guī)電機(jī)，因此不具有靈活性。行星差動(dòng)傳動(dòng)具有兩個(gè)自由度，太陽(yáng)輪，內(nèi)齒圈和行星架都承受外轉(zhuǎn)矩而運(yùn)動(dòng)。在差動(dòng)輪系前串聯(lián)減速器Ⅰ和減速器Ⅱ，主要是因?yàn)闉榱顺袚?dān)一部分減速任務(wù)， 差動(dòng)輪系的傳動(dòng)比取值太大，會(huì)造成傳動(dòng)效率的降低。則常速電機(jī)與差動(dòng)輪系之間用 變速箱替換減速器，則總體傳動(dòng)方案如圖 。當(dāng)在低速模壓 10r/min模式下時(shí)，周期 s6T? ，轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：))(d e g /60s in (120 stn ??低 。差動(dòng)輪系結(jié)構(gòu)中行星輪的個(gè)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(xiǎn)截面： C— C（曲柄頸中點(diǎn)處）， B— B（右側(cè)曲柄臂右端面）。 連桿的設(shè)計(jì) 連桿是壓力機(jī)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(jī)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(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)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(yùn)動(dòng)時(shí)， B點(diǎn)則以速度 ? 作直線運(yùn)動(dòng)。所以曲柄滑塊的位移、速度、加速度都是曲柄轉(zhuǎn)速 ? 和時(shí)間 t的關(guān)系式。從 混常 和 ?? 數(shù)學(xué)表達(dá)式中我們就可以看出 )2s i ( s i nt60s in1 5 0 0 0 ???? ???? 常混 ，而15000 )2s ( s in60s in ?? ??t 是伺服電機(jī)對(duì)滑塊速度的影響。 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 30 頁(yè) 共 32 頁(yè) 六 總結(jié) 雙驅(qū)動(dòng)曲柄壓力機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)較為簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)的合成設(shè)計(jì)，主要功能是將常規(guī)電機(jī)和伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)通過具有兩個(gè)自由度的差動(dòng)行星輪系合成，然后輸出作用到 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，通過曲柄的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)滑塊的上下移動(dòng)，通過控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制滑塊的速度，其中常規(guī)電機(jī)提供主要?jiǎng)恿?，而伺服電機(jī)起調(diào)節(jié)作用。這本次設(shè)計(jì)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。