新型肘桿式高速壓力機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文針對(duì)高速壓力機(jī)實(shí)現(xiàn)高速化和精密化這兩大核心問(wèn)題，從傳動(dòng)部分原理機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)入手，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)、機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、動(dòng)平衡、動(dòng)態(tài)精度等方面的理論分析，重點(diǎn)研究了降低摩擦發(fā)熱、減小振動(dòng)和保障動(dòng)態(tài)精度等方面的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)原理試驗(yàn)樣機(jī)的試制和相關(guān)試驗(yàn)，對(duì)理論分析和設(shè)計(jì)的成果進(jìn)行了有效驗(yàn)證。
　　 本文主要完成了以下幾方面的研究工作:
　　 提出了一種基于肘桿機(jī)構(gòu)的改進(jìn)型高速壓力機(jī)原理機(jī)構(gòu)，相比傳統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該原理機(jī)構(gòu)能夠有效降低

2、曲軸載荷和位移輸出輸入比，從而減小了曲軸運(yùn)動(dòng)副的摩擦發(fā)熱和誤差傳遞，更能滿足高速化和精密化的要求。
　　 建立了原理機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，確定了運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)及其約束條件。根據(jù)主滑塊與曲軸運(yùn)動(dòng)頻率的關(guān)系，提出了“行程次數(shù)倍增結(jié)構(gòu)方案”和“一般工作方式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案”兩種具有不同運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的原理機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，并對(duì)比研究了其運(yùn)動(dòng)學(xué)性能。結(jié)合一定的運(yùn)動(dòng)學(xué)性能要求，完成了兩種結(jié)構(gòu)方案原理試驗(yàn)樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)。
　　 在剛體動(dòng)力學(xué)層面

3、上，討論了機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的反問(wèn)題和正問(wèn)題。針對(duì)原理機(jī)構(gòu)中存在的過(guò)約束問(wèn)題，通過(guò)機(jī)構(gòu)拆分和等效機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)約束方程，確定了相應(yīng)的變形協(xié)調(diào)方程，對(duì)比了兩種結(jié)構(gòu)方案的受力情況，并基于強(qiáng)度校核完成了相應(yīng)原理試驗(yàn)樣機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)。借助拉格朗日方程建立了原理機(jī)構(gòu)的單自由度等效動(dòng)力學(xué)模型，討論了系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)輸入轉(zhuǎn)速波動(dòng)的影響，通過(guò)完成飛輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)降低了曲軸轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，并修正了高速壓力機(jī)原理機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
　　 在彈性動(dòng)力學(xué)層面上，重

4、點(diǎn)研究了原理機(jī)構(gòu)彈性變形對(duì)動(dòng)態(tài)精度的影響情況。通過(guò)將原理機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件等效為有限個(gè)梁?jiǎn)卧⑦M(jìn)行剛化處理，建立了系統(tǒng)的彈性動(dòng)力學(xué)有限元模型，完成了對(duì)原理機(jī)構(gòu)固有頻率和模態(tài)振型的分析?；谡裥童B加原理，對(duì)系統(tǒng)多自由度振動(dòng)方程進(jìn)行了解耦，實(shí)現(xiàn)了對(duì)原理機(jī)構(gòu)彈性動(dòng)力學(xué)模型動(dòng)態(tài)響應(yīng)的求解。
　　 分析了兩種結(jié)構(gòu)方案機(jī)構(gòu)的慣性載荷情況，并提出了相應(yīng)的動(dòng)平衡方案。在現(xiàn)有動(dòng)平衡理論的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新地提出了一種基于機(jī)身振動(dòng)響應(yīng)的動(dòng)平衡方法，能夠更直接

5、地解決高速狀態(tài)下慣性載荷引起的振動(dòng)問(wèn)題，并對(duì)兩種結(jié)構(gòu)方案的原理機(jī)構(gòu)的主滑塊配重進(jìn)行了優(yōu)化。
　　 闡述了機(jī)械系統(tǒng)中原始誤差的來(lái)源，在運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的基礎(chǔ)上討論了運(yùn)動(dòng)參數(shù)原始誤差在傳動(dòng)鏈中的傳遞規(guī)律，著重研究了原始誤差對(duì)主滑塊理想運(yùn)動(dòng)以及下死點(diǎn)位置精度的影響情況?；谶B續(xù)接觸模型建立了原理機(jī)構(gòu)含間隙的剛體動(dòng)力學(xué)模型，分析了運(yùn)動(dòng)副間隙對(duì)剛體系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)狀態(tài)的影響，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引入了彈性體模型，建立了高速壓力機(jī)原理機(jī)構(gòu)的含間