【正文】 壓力機工作距離 為 500mm，高速沖壓次數(shù)為 120次 /分，低速模壓次數(shù)為 10次 /分，制作仿真動畫，輸出位移、速度、加速度相關(guān)仿真結(jié)論。這樣不僅使得機械壓力機的輸出速度為柔性，而且又避免了選用大功率的伺服電機，使得制造成本和使用成本大大降低。當(dāng)在高速沖中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 10 頁 共 32 頁 壓模式下工作時，即 min/120H r?? 時，而 2? 平均值為 0 ，則r / m i n1 2 02m i n/60 434 ??? ??? 可得r ，而常速電機的轉(zhuǎn)速為 1460r/min，則變速箱的傳動比為 3。對于大型曲軸，有時在支承頸和曲柄頸中心處鉆深孔，以該 善淬透性，提高機械性能，曲軸支承頸和曲柄頸（或曲拐頸）需加以精車或磨光，為了延長曲軸壽命，在各軸頸特別是圓角處，最好用滾子碾壓強化。所以合金鋼連桿的形狀設(shè)計，過渡圓滑性，毛坯表面質(zhì)量等，必須給以更多的注意，才能充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)材料的潛力。其主要零件的三維模型見下圖。轉(zhuǎn)速曲線圖如圖 所示： 圖 高速沖壓時曲軸轉(zhuǎn)速 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 共 32 頁 把 高? 的數(shù)學(xué)表達(dá)式代入公式（ a）、（ b）、（ c）可以得到在高速沖壓時滑塊的位移、速度、加速度數(shù)學(xué)表達(dá)式： )]2c o s1( o s1[250 ?? ??? ）（高s )2s i ) ] ( s i n607 2 0c o s (1[7 2 02 5 0 0 ??? ????? t高 )2c o ( c o s)]60t7 2 0c o s (7 2 07 2 0[ 2 5 0 20 ?? ????高a 其中 dttdt t? ? ??? t0 0 0 )60720(co s720720高?? （ deg） 其位移、速度、加速度曲線圖如下圖所示： 圖 高速沖壓時滑塊位移 圖 高速沖壓時滑塊速度 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25 頁 共 32 頁 圖 高速沖壓時滑塊加速度 低速模壓仿真結(jié)果 在低速模壓的工作模式下，伺服電機的轉(zhuǎn)速數(shù) 學(xué)表達(dá)式： )( d e g /60s in1 2 0 stn ??低 ，曲線圖如圖 ，經(jīng)過齒輪傳動減速，所以 )(d eg /60s in605 st?? ，變速箱沖動比362?i ，所以 ）（ deg/s307 ?? 。并且對其簡單的裝配來進(jìn)行運動學(xué)仿真，制作出了相應(yīng)的仿真動畫， 還得到了兩種工作模式下的滑塊位移、速度、加速度仿真結(jié)論。然后要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下專業(yè)知識基礎(chǔ)。當(dāng) B分別為 90、 60、 30時滑塊的速度曲線如圖 。 在得到滑塊速度數(shù)學(xué)表達(dá)式（ b）后，將速度 ? 對時間 t求導(dǎo)就可以得到滑塊的加速度 a ，即： 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 23 頁 共 32 頁 dtdddvdta ??? ???? d ????? )]2s ( s in250[d ?? d )/(2c o o s 2 5 0 22 smm）（ ??? ?? （ c） 仿真結(jié)果 我們已經(jīng)得到了曲柄滑塊機構(gòu)的位移表達(dá)式（ a）、速度表達(dá)式（ b）、加速度表達(dá)式（ c），從（ a）、（ b）、（ c）中我們可以知道，位移只以曲柄的轉(zhuǎn)角有關(guān)系，而速度、加速度不光以曲柄轉(zhuǎn)角有關(guān)系，而且以曲柄的轉(zhuǎn)速也有關(guān)系。常用的軟件有： UG、 Solidworks、 Pro/Engineer等。其標(biāo)準(zhǔn)見 JB/T25611991。 軸 1的設(shè)計 軸 1的結(jié)構(gòu)圖如圖 ： 圖 軸 1示意圖 軸的最小直徑 mmnpAd 330m i n ???? 取 mmd 55min ? 則 mmdd 5571 ?? mml 960 ? mml 1686 ? mmd 58d 62 ?? mmll 3051 ?? 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 12 頁 共 32 頁 mmdd 6053 ?? mmll 2242 ?? mmd 655 ? mml 3343 ? 軸的材料選用 45鋼。 壓力機功能組成及總功 1）工作變形功 A1 因為 ?Pg? 而 mmg 61 0 0 ????? 所以 J1 8 9 0106101 0 0 03 1 331 ?????? 2）拉延墊工作功 A2 J1 3 8 8 836 105 0 0101 0 0 036P g SA2 33 ?????? 3)工作行程摩擦功 A3 因為 ? 而摩擦當(dāng)量力臂 ? ?udddmoBAu ???? ?? )1(21 且根據(jù)經(jīng)驗公式 Pg)5~(d 0 ? 取 mmd 1500 ? 0)~( ddA ? 取 mmdA 210? mmPgd B ??? 所以 mmmu ]1 5 1 0)[(21 ???????? 所以 JP g am ou 1 3 6 01 8 020xx1 0 0 033 ????????? ? 4） 滑塊空程功 A4 查 圖 76得 J16004A ? （注：清華大學(xué)何德譽主編的《曲柄壓力機》下同） 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 8 頁 共 32 頁 5） 飛輪空轉(zhuǎn)功 A5 因為 ）（ 16 ttN1000A5 ? 查圖 77得 WK1N6 ? 而 nnC60t? 查表 46有 ? 所以 60t ??? ?? 所以 J20xx)(11000A5 ????? 總功 JAAAAA 2 0 7 3 82 0 0 01 6 0 01 3 6 01 3 8 8 81 8 9 054321A ??????????? 電動機的功率與轉(zhuǎn)速 KWtAm ???? mkN?N 查表 71選 ? 則 ??? 由于混合驅(qū)動壓力機主要靠常速電機提供動力，伺服電機主要起調(diào)節(jié)作用，則選用常速電機型號為 Y160M4，額定功率為 11KW，滿載轉(zhuǎn)速 min/1460rn? ，伺服電機功率為1KW。該系統(tǒng)由常規(guī)電機 (一般指輸出速度為常數(shù)的交流電機 )、伺服電機、減速器Ⅰ、 減速器Ⅱ、差動輪系和曲柄滑塊機構(gòu)組成。但是混合驅(qū)動壓力機在國內(nèi)外的研究還不夠成熟，僅停留在理論研究階段，具體有關(guān)應(yīng)用還沒有展開。在機械壓力機上應(yīng)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速度調(diào)節(jié) [5]。 研究的目的與意義 在國民生產(chǎn)中，沖壓工藝較傳統(tǒng)機械加工工藝 效率高，加工步數(shù)少，節(jié)約材料和能源，且通過應(yīng)用各種模具可以做出很多復(fù)雜的機械產(chǎn)品。本文先根據(jù)給定條件和假設(shè)條件計算出主要結(jié)構(gòu)尺寸，并用 Pro/Engineer 進(jìn)行建模，然后數(shù)學(xué)方法建立壓力機滑塊位移、速度、加速度的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上利用 Pro/Engineer 仿真功能進(jìn)行運動學(xué)仿真得到壓力機滑塊的位移、速度、加速度曲線圖。能夠?qū)崿F(xiàn)混合輸入的機構(gòu)也稱為可控機構(gòu) [4]。從他們的研究中，我們可以間接得到混合驅(qū)動差動輪系曲柄壓力機的可行性。 圖 行星輪結(jié)構(gòu)簡圖 利用差動輪系實現(xiàn)機械壓力機混合輸入的工作原理如圖 。所以在確定電動機功率時用 120r/min來計算。 則齒輪 5的分度圓直徑 mmmzd 33648755 ???? 齒輪 6的分度圓直徑 mmmzd 16824766 ???? 齒輪 7的分度圓直徑 mmmzd 67296777 ???? 齒輪寬 mmdd b 1 6 81 6 81B 6 ???? 太陽輪的變位系數(shù) ?ax ，其中齒頂高變動系數(shù) ??y 。 曲軸軸承的設(shè)計 由于曲軸有特大沖擊與振動，徑向空間尺寸受到限制，必須剖分安裝，而滑動軸承正具有這些特點，承受沖擊載荷的能力較強，主要用于曲軸的主軸承，連桿小端支承等，故選擇對開式徑向滑動軸承。 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 18 頁 共 32 頁 四 建立三維模型及裝配 要建立起壓力機壓力機構(gòu)的仿真，首先需要進(jìn)行三維建模，然后對各個三維零件進(jìn)行裝配。 求出滑塊的位移與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系式（ a）后，將位移 s對時間 t求導(dǎo)就可得到滑塊的速度 ? ，即： dtddtdtdddsdtds ?????? )}2c o s1()]c o s1[(250{d ??????? dtd??? )2s ( s in250 ?? 而 ???dtd