多连杆压力机杆系优化设计研究

摘要

机械压力机是制造领域广泛采用的一种锻压设备，具有生产效率高、原材料消耗小、对工作环境污染小等优点，已经渗透到机械加工的各个行业。近些年，随着国内外压力机制造企业之间合作的日趋频繁，如与美国威尔森、日本小松和德国舒勒等企业进行的合作，都取得了一定的成绩，大大提高了我国压力机的设计制造水平，甚至在某些产品系列上已经达到世界先进水平。但目前国内压力机企业在产品设计上，尤其是压力机的核心杆系设计方面，主要采用的方法仍然是图解法，效率十分低下，这已成为制约压力机设计水平提升的瓶颈问题。
　　本文在分析多连杆压力机的指标和结构形式的基础上，对多连杆压力机主传动部分进行了设计，根据多连杆压力机工艺过程要求的运动曲线，对多连杆压力机进行了运动学与静力学分析，提出多连杆压力机杆系的优化设计方法，并借助计算机手段进行了杆系的参数优化，以保证滑块具有符合工艺要求的最佳运动曲线。
　　通过主传动齿轮啮合形式、主齿轮形式以及齿轮传动整体结构形式的对比分析，明确了齿轮传动系统的结构。通过对湿式离合器制动器和干式离合器制动器性能的对比，确定了湿式离合制动器的结构，并对主传动的上横梁、V型带、平衡器等核心部件进行了设计。
　　通过对六连杆压力机杆系位移、速度、加速度的运动学分析，推导了六连杆压力机杆系通用的运动学方程，论述了压力机杆系在不同配置情况下的角度的求解方法。通过对六连杆压力机进行静力分析，得到了杆系中各杆件的受力情况。充分结合复合形法、罚函数法两种优化方法的优势，针对六连杆压力机共线和通用两种工况，提出了针对多连杆压力机的杆系优化的方法和具体流程，并给出了优化的目标函数和约束条件。
　　基于Matlab软件编写了多连杆压力机的杆系优化软件，该软件可实现无干涉条件和有干涉条件的杆系优化、优化参数的输出、运动曲线和受力曲线的绘制等。通过产品实例，验证了本文所提出的杆系优化方法的有效性与可靠性。

目录

第1章 绪 论

1.1课题背景

1.2研究的目的和意义

1.3多连杆压力机的发展概况

1.4本文的主要研究内容

第2章 多连杆压力机主传动系统设计

2.1多连杆压力机主传动总体结构

2.2多连杆压力机齿轮传动系统结构设计

2.3离合制动器的形式

2.4飞轮的设计

2.5其它部件设计

2.6本章小结

第3章 六连杆压力机杆系优化设计

3.1多连杆压力机杆系优化方法

3.2六连杆压力机的杆系运动模型

3.3六连杆压力机静力分析

3.4压力机杆系优化

3.5本章小结

第4章 六连杆压力机杆系优化软件开发及优化应用

4.1六连杆压力机杆系优化软件

4.2压力机杆系优化应用实例

4.3本章小结

结论

参考文献

声明

致谢

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