机械设计基础课设中压力机运动分析及设计

为培养学生的设计分析能力,在课程设计中对六杆肘杆式压力机机构的运动分析和优化设计进行研究。为提升六杆肘杆式压力机机构在工作段内运动的稳定性,选择滑块运动至下死点位置时的状态为初始状态,首先用复数矢量法对机构进行运动学建模,推导出滑块的运动学方程;其次建立压力机机构的优化模型,以杆件长度为设计变量,确定优化目标和约束条件,并运用MATLAB遗传算法对压力机机构进行求解。优化设计后,机构的运动学性能得到了明显的改善,使冲压产品的质量得到提高。     

机械压力机低速锻冲机构的遗传算法优化设计

采用斯蒂芬森六连杆作为机械压力机的工作机构,用12 个设计变量建立了滑块的运动方程,建立了以滑块在工作阶段的速度波动、最大速度和工作压力角均为最小的优化设计数学模型.以JH23 63 型机械压力机的技术参数为依据,采用遗传优化算法进行求解,设计的斯蒂芬森六连杆压力机在公称压力行程范围内,滑块的最大工作速度仅为94 mm/s,工作行程与行程速比系数为2 461 5,并且具有平均速度为99 mm/s的平台.该新压力机在要求低速锻冲的板料拉延工艺等实际应用中,与原普通型机械压力机相比,其工作性能有明显的提高.     

基于Adams的高速多连杆压力机驱动机构运动学分析

针对高速多连杆压力机驱动机构,首先采用模块化方法建立其数学模型,得到驱动机构的运动学方程;然后根据运动学方程,利用Matlab仿真得到滑块的位移、速度、加速度曲线;再应用动力学分析软件Admas对驱动机构进行运动学分析;最后对比两种分析结果,表明该驱动机构的可行性。     

基于MATLAB混合驱动机构优化设计

运用回路矢量法对混合驱动七杆机构进行了正运动学分析,分别求出了混合驱动七杆机构中各构件的位移、速度和加速度的解析表达式。优化结果表明：通过改变伺服电机的运动规律,不仅能调节滑块的速度,而且可实现不同的位移和速度曲线,即可实现适应不同工况的滑块的多组输出运动规律,从而实现了混合驱动压力机滑块运动规律的柔性输出。     

基于ADAMS的双动拉延机内滑块工作机构的运动分析

针对拉延机的工作特点,利用ADAMS软件对双动拉延机内滑块工作机构进行了优化设计、建模和运动学仿真,并将仿真结果与理论作了比较.研究表明,该优化模型的运动特征可以较好地满足板料拉延速度的需要,从而提高成型件的质量;滑块的空行程速度高,提高了压力机的行程次数.同时,该设计方法能缩短产品开发周期,控制开发费用.     

基于Simulink的连杆压力机机构运动仿真分析

以连杆压力机机构为研究对象，对其运动学参数建立数学模型，并利用MATLAB／Simulink强大的计算功能进行仿真，得出了压力机冲头滑块的位置、速度、加速度变化曲线，为连杆压力机的设计提供参考和依据．     

二自由度混合驱动机器实时在线误差补偿实验

针对混合驱动压力机的工作特点，以变结构控制策略为基础，提出基于逆运动学理论的混合驱动压力机运动控制实时在线误差补偿的运动控制方法，并开发控制软件，分别对混合驱动压力机实验机构无载和有载工况的实验结果进行对比．结果表明，滑块理想位移曲线与误差实时在线补偿得到的滑块实际位移曲线吻合度很好，经过误差补偿得到的机构最大拉深位移误差无载时仅为0．9％，而有载时误差为3．1％．说明实时在线误差补偿运动控制理论对混合驱动机构的运动误差补偿是有效的，其控制精度、快速响应和稳定性都达到运动控制的要求．     

双曲柄串联低速急回机构及其遗传算法优化

采用几何分析的方法建立了机械压力机使用的双曲柄串联机构中滑块位移及速度的表达式.采用遗传优化算法对J23-80型机械压力机使用的双曲柄串联机构参数进行了优化设计,获得了最佳的机构参数.优化后的结果表明,该机构的结构简单紧凑、受力性能好,具有良好的低速锻冲急回特性,在曲柄转角为0°~45°的范围内可使滑块速度最高仅为82 mm/s,并存在着一个明显的速度平台,其滑块速度特性甚至还优于结构复杂的专用冷挤及拉延压力机.     

新型单自由度六连杆机械压力机机构的静力学及动力学分析（英文）

提出了一种新型的单自由度六连杆机械压力机机构,为了实现机构的动态静力学以及动力学分析,采用复数矢量法建立了机构的运动学模型,基于达朗贝尔原理建立了机构的动态静力学方程,利用拉格朗日法建立了机构的动力学方程;分别利用MATLAB理论计算与ADAMS虚拟样机仿真得到压力机机构中滑块的位置曲线、速度曲线、加速度曲线,以及曲柄的平衡力矩和驱动力矩变化曲线。研究不仅为六连杆压力机运动学分析、平衡力矩和驱动力矩的求解和结构设计提供了理论依据,也为其他压力机机构的静力学和动力学分析提供了有效方法。     

基于Pro-E的六连杆机构压力机优化设计

使用Pro-E对六连杆机构压力机进行了优化设计。在整个优化过程中首先建立压力机六杆机构模型、进行敏感性分析,找出对压力机整个公称压力行程所用时间敏感的独立参数变化范围,以压力机公称压力行程12 mm内所用时间最大化为目标,以滑块行程65 mm为约束,通过对各个独立参数在其敏感范围里进行迭代运算,得出使压力机整个公称压力行程所用时间最大时各个独立参数的值,即最优解。通过优化使压力机在公称压力行程内最大速度和最大加速度明显下降,急回特性更加明显。     

考虑关节间隙的插齿机主传动机构动态特性

针对插齿机的工作要求,设计了双曲柄-曲柄滑块机构为插齿机的主传动机构.建立了双曲柄-曲柄滑块机构的含关节间隙多体动力学的模型,并进行了运动仿真.研究了不同大小的关节间隙、不同位置关节间隙对滑块运动特性的影响.研究结果表明:同一关节处,随着间隙的增加,工作行程滑块的速度特性变差,但是滑块位移曲线不变;在不同关节施加同样大小的间隙,滑块的位移与速度均受到影响;关节E处的间隙会使得滑块速度波动幅值最大,同时会增加滑块行程,使得滑块回程时的最大速度滞后,但数值会增加.研究结果可对插齿机主传动机构的开发提供参考.     

一种新型并联灌注机器人动力学分析与仿真

针对用于大型航天器防热层灌注的3PSS-PU并联灌注机器人,进行动力学分析与仿真验证。建立并联机构逆运动学模型,通过对数学模型求导,分别求解并联机构驱动滑块和连杆的速度、加速度与动平台速度、加速度之间的映射关系,得到并联机构的支链雅克比矩阵。在此基础上,利用虚功原理建立并联机构的动力学模型,并通过Mathematica和Adams软件,在动平台沿zb轴移动和沿yb轴转动2种运动轨迹下,分别对比3个驱动滑块的位移、速度、加速度以及驱动力等运动参数的理论曲线和仿真变化曲线。研究结果表明:所建立并联机构运动学和动力学模型正确,并联机构不仅具有良好的移动性能,而且具有较好的转动性能,为并联灌注机构动力学性能进一步研究以及控制系统的设计提供了理论依据。     

滑块联轴器及其应用的运动学问题

用机构学原理，建立了滑块联轴器及其应用时的运动学模型，分析了其产生的位移、速度、加速度和惯性力等运动学问题，并推导出相应的计算公式．为滑块联轴器的应用与改进提出了必要的理论依据．     

机械原理课程设计中典型机构的建模和仿真

为了实现"机械原理"课程设计中提出的一种新型六杆肘杆式机械压力机机构的运动学和静力学分析,利用解析法分别建立了压力机机构的运动学和动态静力学模型。首先,应用复数矢量法推导出了压力机机构的位置、速度和加速度求解方程;其次,应用达朗贝尔原理建立压力机机构的动态静力学方程;最后,分别利用Matlab理论计算与ADAMS虚拟样机仿真得到冲锤的位置曲线、速度曲线、加速度曲线,以及平衡力、运动副约束反力曲线,验证了所建运动学模型、动态静力学模型的正确性。     

新型并联式液压压力机运动学和静力学性能分析

为设计新型并联式液压压力机,使其获得良好的运动学和静力学性能,提出用杆件无量纲参数建立其尺寸模型,该模型在有限区间内描述了并联式液压压力机所有可能的尺寸组合,模型空间中的任意一点代表具有相同或相似性能的同一族压力机结构。基于机构学理论建立了并联式液压压力机输入和输出间的运动学和静力学关系,提出以有效行程和平均输出力作为描述运动学和静力学性能的评价指标,并根据尺寸模型及定义的性能指标绘制了反映其机械性能与尺寸参数组合关系的性能图谱。基于性能图谱,可以对并联式液压压力机进行优化设计。     

单自由度冲压机构优化设计及其运动仿真

在冲压机构上定义坐标系,对冲压机构的运动学进行分析,推导出冲压机构滑块的位移、速度及加速度公式.导槽轮廓设计选择n阶贝塞尔曲线,采取优化方法得出冲压机构连杆及驱动杆的最佳尺寸.结合具体实例,在三维建模软件SolidWorks中构建冲压机构实体模型.采用ADAMS软件对其进行运动仿真,得到滑块的运动特性曲线.同时,与传统冲压机构的仿真结果进行对比分析.仿真结果显示:单自由度冲压机构滑块速度和加速度(每个周期滑块大约位于0.3~0.7 s的位置处)比传统冲压机构平稳,能够很好地满足深冲压模具的要求.     

机械压力机六连杆机构优化设计

使用自主研发的通用优化设计软件系统SiPESC.OPT,基于某型号机械压力机结构参数,构建机械压力机六连杆机构动力学优化模型.采用随机优化算法-梯度优化算法相结合的方法,使用GA、SQP和SLP多种算法组合优化计算.与初始设计相比较,优化后机械压力机的锻冲阶段滑块最大速度、行程速比系数等工作性能指标均有所改善.     

传动角最优的曲柄滑块机构多变量优化设计

在给定的设计要求范围内,希望设计出的机构具有最优的有效力传动性能.通过对曲柄滑块机构的几何关系和工作行程传动角的分析,确定了曲柄滑块机构的设计变量和工作行程最小传动角公式,建立了以工作行程最小传动角最大为目标的多维变量非线性优化数学模型,并给出算例,通过对比计算验证了提出的传动角最优的曲柄滑块机构多维变量优化设计方法.在行程速比系数、滑块行程和偏距等没有精确要求的情况下,为提高曲柄滑块机构有效的力传动性能,提供了一种实用的方法.     

曲柄三角肘杆传动式伺服压力机的控制规划

以肘杆压力机为例,通过在连杆式机械结构基础上引入肘杆式机构代替连杆,增强载荷放大能力,加大空行程回程时滑块的运行速度,结合伺服驱动技术以较大幅度提高伺服压力机的控制性能.研究了肘杆式机构的动力学及运动学特性,提出了三角肘杆机构滑块的几种典型运动模式下对应的控制策略,通过引入伺服压力机负载模拟系统对控制策略进行辅助验证,证明了控制策略的可靠性和有效性.     

基于ADAMS的自动纸杯成型机运动机构的仿真研究

本文首先采用理论推导的方法,对JBZ-B型纸杯成型机主要构件进行了运动学分析与仿真,建立了纸杯机杯壁纸供送机构的数学模型。同时分析了机构中滑块的位移、速度及加速度,得到的计算结果与实测值相吻合,证明了数学模型的正确性。在理论推导的基础上,文章又采用运动分析软件ADAMS分析了纸杯加工组合机构的运动与动态特性,绘制了速度、加速度曲线,为纸杯机设计与改进提供了重要的数据。