【正文】 降低。 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(diào)節(jié)，但是價格昂貴。因此，曲柄滑塊機構(gòu)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。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。在這行星齒輪用作運動的合成使用 [12]。行星差動傳動是行星齒輪傳動的一種特殊應(yīng)用形式。行星輪系結(jié)構(gòu)簡圖如圖 。目前，學(xué)者在研究混合驅(qū)動時把精力主要放在了“多連桿機構(gòu)”的研究上。并要求壓力機工作距離 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。 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。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(jīng)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(gòu)將電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滑塊的直線往復(fù)運動。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。何予鵬、趙升噸等人在研究差動輪系混合輸入時，提出了 “調(diào)速幅度”和“差速比”兩個概念，指出“調(diào)速幅度”或“差速比”將工作載荷功率在兩個電機間進行分配，分析了常規(guī)電機和伺服電機同時拖動和常規(guī)電機和伺服電機分別拖動兩種拖動方案的功率分配情況 [11]。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)。劉偉杰、李瑞琴等人分析了含 RPP型 II級桿組的雙曲柄混合驅(qū)動七桿機構(gòu)的特性。 圖 Tokuz提出的混合驅(qū)動可控機構(gòu) 圖 二自由度七桿機構(gòu) 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 3 頁 共 32 頁 國內(nèi)也有很多關(guān)于混合驅(qū)動的研究。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(gòu)作為運動合成機構(gòu)（如圖 ），同樣可以實現(xiàn)上述變規(guī)律輸出運動。 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 。 90年代初， Tokuz和 Jones[6]是最早提出了混合驅(qū)動的概念，他們結(jié)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(fù)合式機器”，奠定了混合驅(qū)動可控機構(gòu)的思想。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]。所謂的混 合輸入就是利用一個具有兩個自由度的機構(gòu) (稱為差速機構(gòu) ), 同時輸入兩個獨立的運動，經(jīng)過差速機構(gòu)對這兩個運動的合成，最后得到滿足一定要求的輸出。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。而混合驅(qū)動機構(gòu)可以解決問題，所謂混合驅(qū)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(qū)動，其中，常速電機提供主要動力，而伺服電機僅起調(diào)節(jié)作用，這樣，再通過一個二自由度機構(gòu)對其運動進行合成 [3]。隨著控制技術(shù)與伺服技術(shù)的不斷發(fā)展，可以考慮使用伺服電機作為驅(qū)動器，而國外也正是如此，而在國內(nèi)，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(qū)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。因此我們考慮混合驅(qū)動的方法是滑塊具有急回特性。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。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(lǐng)域的不斷進步，對沖壓工藝的要求也越來越高。 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。但是目前有關(guān)這方面的理論分析和文獻資料甚少。 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