九杆机构传动特性研究及仿真分析

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1、分类号学号M201170667学校代码10487密级硕士学位论文九杆机构传动特性研究及仿真分析学位申请人：闫辉学科专业：材料加工工程指导教师：莫健华教授答辩日期：2014年1月17日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringStudyofPlanarNine-barLinkagefortransmissioncharacteristicsandsimulationanalysisCandidate:YanHuiMajor:MaterialManu

2、facturingEngineeringSupervisor:Prof.MoJianhuaHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJan,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论

3、文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要在机械式精冲压力机中，传动系统常采用两个自由度的双肘杆机构，以此来满足滑块快速合模、缓慢冲裁和快速回程的要求。瑞士的Feintool公司生产的GKP-F

4、系列精冲压力机采用的传动机构正是二自由度九杆机构。作为两个自由度的多连杆机构，该机构本身具有良好的可调性。然而该系列压力机是采用单台普通电机通过变速箱、带传动、蜗杆蜗轮和一对双边斜齿轮减速后来驱动双曲柄的。鉴于伺服压力机的高柔性、高精度、高效率等优点，更贴合精冲工艺对压力机的基本要求。本文将这种由单台普通电机驱动二轴九杆机构的传动形式，改造为由两台伺服电机进行全伺服驱动的新模式。同时设计一台20KN的实验用伺服压力机，通过实验进一步研究该机构的传动特性。具体研究内容和成果如下：建立全伺服驱动的二轴九杆机构数学模型，然后列出该机构的闭合回路矢量方程，求解出机构中各杆件的角位移、角速度

5、、角加速度方程，滑块位移、速度及加速度方程，从而完成运动学分析。据此，可进一步研究该机构的传动特性及各杆件尺寸参数对滑块运动特性的影响。应用MSC.ADAMS软件建立二自由度九杆机构的虚拟样机模型，研究滑块在全行程负载条件下，双曲柄上的扭矩分布。分析了三角肘杆在机构力的放大特性中的作用，并通过改变三角肘杆的尺寸参数提高机构的力的放大性能，同时使在公称压力行程内双曲柄上的最大扭矩分配趋于均衡，避免单个曲柄所受扭矩过大从而导致单台电机功率过大的问题。确定样机传动机构的布置方案，并完成传动机构、滑块、导轨及机身的三维结构设计。对关键受力部件大小曲轴，进行强、刚度校核。对样机机身进行有限元

6、静力学分析，找到机身薄弱处，以便改进其结构。完成整机装配及干涉检查，在UGNX机构运动分析模块Motion中对整机进行运动学仿真，并利用ADAMS强大的后处理功能，模拟双曲柄在同步驱动条件下，不同的起始相位差，即相位超前或滞后，对滑块运动性能的影响，为今后完成样机I万方数据华中科技大学硕士学位论文同步控制实验提供参考。关键词：二自由度九杆机构；传动特性；曲柄扭矩；伺服压力机；虚拟样机II万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractInordertomeettherequirementsofrapidclamping,slowblankingandfastreturn,mecha

7、nicalfineblankingpressoftenadoptsthe2-DOFDouble-Knuckletransmissionmechanism.ItisthemechanismwhichadoptedbyGKP-FSeriesoffineblankingpressmadebySwitzerlandFeintoolCompany,anditwasdesignedintheformofbiaxialnine-barlinkage.Asamulti-linkage