热成型机曲柄肘杆开合摸机构的优化设计与分析

摘要

近年来,由于自然资源的不断减少,生活中越来越多的产品转由塑料制作,使塑料机械行业迅猛发展,竞争亦愈来愈激烈。针对这种情况,采用先进的机械设计方法是塑料机械发展的唯一出路。热成型机是重要的塑料机械之一,而开合模机构是热成型机重要的部件,是实现模具启闭并保证模具锁紧的机构。国内外对注射机开合模机构的理论研究较多,而对热成型机开合模机构研究较少。故目前热成型机开合模机构的设计依然是依靠经验,缺乏详细的理论指导,难以达到平稳高速的运动效果。因此采用现代设计方法对热成型机开合模机构进行创新设计及分析与优化是非常必要的。
　　本文在分析现有开合模机构优缺点的基础上,设计了新型的曲柄肘杆开合模机构,运用矢量分析法建立开合模机构运动学及动力学模型,应用matlab软件编程求解,得到了机构的运动学及动力学参数。并且在ADAMS中建立开合模机构的虚拟样机模型,将所得结果与数学模型结果对比,检验了模型的正确性。
　　利用三维设计软件Pro/E软件完成了开合模机构、润滑系统、辅助缓冲系统和调模机构的机械结构设计,并对关键零部件进行有限元分析,结构优化,检验零件设计的合理性。
　　以建立的数学模型为基础构建机构的优化模型,采用遗传算法进行机构参数优化,得到较优参数。然后,以优化算法为核心,开发了曲柄肘杆开合模机构优化软件。
　　最后本课题根据工厂实际需要研制出热成型机样机,经调试运行平稳。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2 研究意义

1.3 热成型机械国内外现状

1.4本课题的主要研究内容

1.5 本章小结

第二章 曲柄肘杆开合模机构设计

2.1热成型机开合模机构的设计要求

2.2开合模机构形式

2.3曲柄肘杆开合模机构的设计

2.4本章小结

第三章 曲柄肘杆开合模机构建模与分析

3.1机构建模分析概述

3.2合模机构的数学模型及分析

3.3ADAMS仿真分析

3.4结果对比分析

3.5本章小结

第四章 结构设计及有限元分析

4.1概述

4.2开合模机构设计

4.3调模系统设计

4.4本章小结

第五章 开合模机构的优化设计及软件开发

5.1机械优化设计简介

5.2基于遗传算法的机构优化设计

5.3曲柄肘杆合模机构优化模型分析

5.4 matlab中遗传算法的实现

5.5实用软件设计

5.6本章小结

第六章 结论与展望

6.1 全文总结

6.2 进一步工作展望

参考文献

致谢

附录一（攻读硕士期间取得的成果）

附录二（部分现场实物图）

附录三（个人简历）