【正文】 這本次設計中我得到了老師和同學們的指導和幫助，衷心的感謝你們。從 混常 和 ?? 數(shù)學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。所以 OA以角速度 ? 做旋轉運動時， B點則以速度 ? 作直線運動。為了節(jié)約優(yōu)質 鋼材，降低產品成本，此壓力機鑄鐵的連桿材料采用 45鋼，調質處理。 危險截面： C— C（曲柄頸中點處）， B— B（右側曲柄臂右端面）。差動輪系結構中行星輪的個數(shù)為 3，并且取行星輪間的載荷分配不均衡系數(shù)為 ?pk 。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 。行星差動傳動具有兩個自由度，太陽輪，內齒圈和行星架都承受外轉矩而運動。他們針對混合驅動機構實現(xiàn)運動規(guī)律的控制，運用 ADAMS軟件建立了混合驅動機構的虛擬樣機模型（如圖 ），然后經 過逆運動分析，在確定恒速原動件運動規(guī)律的基礎上，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的運動狀況，得到構件及關鍵點的運動特性和動力特性 [9]。 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。根據(jù)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(shù)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。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。 1992年，為了驗證混合驅動機構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動的方案，如圖 。 題目要求在原有單自由度曲柄壓力機的基礎上進行改造，利用兩自由度機構實現(xiàn)雙驅動壓力機構得到雙驅動曲柄壓力機。 常規(guī)電機的速度為常數(shù)， 價格比較便宜；伺服電機的速度可以調節(jié)，但是價格昂貴。轉速曲線圖如圖 。有些中大型壓力機的曲軸則用合金鋼鍛制，如 40Cr， 37SiMn2MoV、 18CrMnNoV，鍛比需要大于 3，對于小型壓力機的曲軸，國內有些制造廠用球磨鑄鐵 QT60— 2鑄造。為了使連桿在結構輕巧的條件下有足夠的強度和剛度，一般多用精選含碳量的優(yōu)質中碳結構 45模鍛。 Pro/E可謂是一個全方位的三維產品開發(fā)軟件，整合了零件設計、零件裝配、產品設計、塑料模具設計、鈑金設計、沖壓模具設計、公差分析、 NC加工、動態(tài)仿真、動畫制作等功能于一體，其模塊眾多 [14]。 高速沖壓仿真結果 在 高 速 沖 壓 工 作 模 式 下 ， 伺 服 電 機 的 轉 速 數(shù) 學 表 達 式 ：)) ( d e g /60720(c o s1 4 4 0 0 stn ??高 曲線圖如圖 , 經 過 齒 輪 傳 動 減 速 ， 所 以）（ s/d e g)60t720(c o s720 05 ??? ，變速箱的傳動比 31?i ,所以 ）（ s/deg3607 ?? 。一個大功率的常規(guī)電機和一個小功率的伺服電機同時作用就可以得到既滿足功率要求又滿足“柔性”要求的曲柄壓力機，這種壓力機是目前研究的一個熱點，此機構很用應用前景。感謝學校給我們這次鍛煉個人能力的機會，提高了我們的獨立思考和運用查閱資料來解決問題的能力。但是隨著 B的減小，雖然速度曲線形狀改變但是周期不變，可以保證在一定時間內沖壓次數(shù)不變。而且曲柄的轉角可以表示為 ? 在時間 t上的積分。 Pro/Engineer自 1988年問世以來，二十多年來已成為全世界最普及的三維 CAD/CAM系統(tǒng)。所以選擇滑動軸承材料 ZZnAl(鋅鋁合金 )其許用壓強為 20MPa。曲軸為壓力機的重要零件，受力復雜，故制造條件要求較高，一般用 45號鋼鍛制而成。轉速曲線圖如圖。因此，曲柄滑塊機構的曲軸的運動就完全由伺服電機和常規(guī)電機的運動來控制。其工作原理為：電動機通過三角皮帶把運動傳給大皮帶輪，在經過小齒輪、大齒輪傳給曲柄軸，連桿上端裝在曲柄軸上，下端與滑塊連接，通過曲柄滑塊機構將電動機的旋轉運動轉換為滑塊的直線往復運動。 90年代初， Tokuz和 Jones[6]是最早提出了混合驅動的概念，他們結合了傳統(tǒng)的機械壓力機和全伺服壓力機，提出了一種介于二者之間的系統(tǒng)，稱之為“復合式機器”，奠定了混合驅動可控機構的思想。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。利用雙曲柄差動輪系機構對其進行科學的參數(shù)配置和串聯(lián)，是實現(xiàn)上述要求的有效途徑。 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。他們認為行星齒輪機構驅動才是壓力機最終發(fā)展巔峰 [10]。其應用方式，一是用于運動的合成；二是用于運動的分解。假設壓力機的公稱壓力 Pg=1000KN，變速箱的工作效率為 95%，帶輪傳遞效率為 99%，齒輪傳遞效率為 98%。 考慮到截面尺寸較大的影響，取 MPaF 240][ ?? 。 ? BB截面 公稱當量力臂 ]d)1[(21)2s i n2( s i n 0B ?????? ddRm Aggg ?????? 中北大 學 20xx 屆畢業(yè)設計說明書 第 15 頁 共 32 頁 ] 1 0)[(2140s i n2 i n50 00 ??????????? ）（ ? M P adm gg 148)1090( 333330m a x ??? ????? ??? 曲軸材料為 40Cr調質鋼，其許用切應力 [? ]= MPa150~100 ,曲軸滿足剪切要求。 a) 調節(jié)螺桿 b) 連桿 圖 連桿簡圖 已知連桿尺寸經驗公式如下： KNP)~( 00 位為連桿上的作用力，單，Pd B ? Bdd )~(0 ? 02 )~( dd ? Bdd )~(3 ? 04 )~( dd ? 0)~( dH ? ， H為螺紋最小工作高度 在單點壓力機中， KNPP g 10000 ?? 所以根據(jù)經驗公式可以取， 中北大 學 20xx 屆畢業(yè)設計說明書 第 17 頁 共 32 頁 mmdB 130? mmd 900 ? mmd 802 ? mmd 1173 ? mmd 1354 ? mm180H? 取連桿系數(shù) ?? ，而 ?Rllin?，則連桿的最小長度 mmllin 1 2 5 5 0 ??，連桿的最大長度 mmll lin 130050m a x ??? 。圖中 mm2502SR ?? ， mm1300L? ，滑塊的位移和曲柄轉角之間的關系可表達為： )L c osc os()( ?? ???? RLRs 而 LR ?? sinsin ? 且 ??LR （ ? 為連桿系數(shù)為 ） 則 ??? sinsin ? 而 ?? 2s in1c os ?? 可以得到 )]s in11(1c o s1[c o s 22 ???? ???? ）（R 由于 ?? 所以上式可以簡化。 常規(guī)電機驅動和混合驅動時滑塊速度曲線如圖 ，我們從圖 混合驅動時滑塊速度較常規(guī)電機驅動時周期不變只是速度大小有變化即：最大值增大，在空行程時速度大，而在沖壓時速度比較小，滿足沖壓機在工作時空行程速度大，沖壓時速度小的要求。我衷心感謝所有對我有過幫助的老師和同學。這是大學四年學習的一次綜合性的檢驗，是對一個合格畢業(yè)生的考核，并且為將來的學習和工作打下堅實的 基礎。當只有常規(guī)電機驅動時曲軸的轉速表達式： ）（常 sdeg/60?? ，則滑塊速度的數(shù)學表達式：)2s i ( s i n1 5 0 0 02s i i n2 5 060 ????? ????? ）（常 （ deg/s）。 中北大 學 20xx 屆畢業(yè)設計說明書 第 21 頁 共 32 頁 五 仿真分析 曲柄滑塊的運動規(guī)律 壓力機的工作機構采用曲柄滑塊機構，其運動簡圖如圖 。為了提高連桿的疲勞強度，不經機械加工的表面應經過噴砂處理。 對載荷的簡化： 1）齒輪對曲軸的作用力比連桿對它的作用力小得多，可忽略不計；2）連桿對曲軸的作用力近似看成等于公稱壓力 ,并分別作用在距離曲柄臂處。 主要結構設計 為使齒輪、軸等各部件滿足強度和剛度要求，則在計算時假設壓力機工作在低速模壓 10r/min工作模式下。在這里采用兩個中心輪為兩個輸入，系桿為輸出。由于行星輪系在沖壓過程中有多個齒輪受力，設計時尺寸較小 ，降低了從動慣量，所以我們采用“差動行星輪系機構”來實現(xiàn)混合驅動。例如：程英輝、李學剛、黃永強三人采用逆運動學方法綜合混合驅動可控 六桿機構（如圖 ），通過數(shù)學計算得到機構的運動學參數(shù)，建立了該機構的優(yōu)化綜合的數(shù)學模型，然后分機構結構參數(shù)已知和結構參數(shù)未知，以及同一機構實現(xiàn)同一軌跡和不同機構實現(xiàn)不同軌跡得到不同的優(yōu)化設計變量，不同的優(yōu)化約束條件，并且得出了機構在實現(xiàn)同一軌跡時，混合驅動可控六桿機構的優(yōu)化結果明顯優(yōu)于可控五桿機構的結論 [8]。因此，全伺服壓力機在我國的發(fā)展受到一定的阻礙?；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)。因此我們考慮混合驅動的方法是滑塊具有急回特性。Greenough為了克服 Tokuz與 Jones研究中“停歇段對伺服電機功率損耗較大”的問題，采用二自由度七桿機構作為運動合成機構（如圖 ），同樣可以實現(xiàn)上述變規(guī)律輸出運動。并要求