新型肘桿式高速壓力機關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文針對高速壓力機實現(xiàn)高速化和精密化這兩大核心問題，從傳動部分原理機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計入手，結(jié)合運動學、機構(gòu)動力學、動平衡、動態(tài)精度等方面的理論分析，重點研究了降低摩擦發(fā)熱、減小振動和保障動態(tài)精度等方面的關(guān)鍵技術(shù)。通過原理試驗樣機的試制和相關(guān)試驗，對理論分析和設(shè)計的成果進行了有效驗證。
　　 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構(gòu)的改進型高速壓力機原理機構(gòu)，相比傳統(tǒng)的傳動機構(gòu)，該原理機構(gòu)能夠有效降低

2、曲軸載荷和位移輸出輸入比，從而減小了曲軸運動副的摩擦發(fā)熱和誤差傳遞，更能滿足高速化和精密化的要求。
　　 建立了原理機構(gòu)的運動學模型，確定了運動學設(shè)計參數(shù)及其約束條件。根據(jù)主滑塊與曲軸運動頻率的關(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)計方案”兩種具有不同運動特點的原理機構(gòu)設(shè)計方案，并對比研究了其運動學性能。結(jié)合一定的運動學性能要求，完成了兩種結(jié)構(gòu)方案原理試驗樣機的運動學參數(shù)設(shè)計。
　　 在剛體動力學層面

3、上，討論了機構(gòu)動力學的反問題和正問題。針對原理機構(gòu)中存在的過約束問題，通過機構(gòu)拆分和等效機構(gòu)的運動約束方程，確定了相應(yīng)的變形協(xié)調(diào)方程，對比了兩種結(jié)構(gòu)方案的受力情況，并基于強度校核完成了相應(yīng)原理試驗樣機的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計。借助拉格朗日方程建立了原理機構(gòu)的單自由度等效動力學模型，討論了系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量對輸入轉(zhuǎn)速波動的影響，通過完成飛輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計降低了曲軸轉(zhuǎn)速的波動，并修正了高速壓力機原理機構(gòu)的真實運動狀態(tài)。
　　 在彈性動力學層面上，重

4、點研究了原理機構(gòu)彈性變形對動態(tài)精度的影響情況。通過將原理機構(gòu)中的構(gòu)件等效為有限個梁單元，并進行剛化處理，建立了系統(tǒng)的彈性動力學有限元模型，完成了對原理機構(gòu)固有頻率和模態(tài)振型的分析?；谡裥童B加原理，對系統(tǒng)多自由度振動方程進行了解耦，實現(xiàn)了對原理機構(gòu)彈性動力學模型動態(tài)響應(yīng)的求解。
　　 分析了兩種結(jié)構(gòu)方案機構(gòu)的慣性載荷情況，并提出了相應(yīng)的動平衡方案。在現(xiàn)有動平衡理論的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新地提出了一種基于機身振動響應(yīng)的動平衡方法，能夠更直接

5、地解決高速狀態(tài)下慣性載荷引起的振動問題，并對兩種結(jié)構(gòu)方案的原理機構(gòu)的主滑塊配重進行了優(yōu)化。
　　 闡述了機械系統(tǒng)中原始誤差的來源，在運動學模型的基礎(chǔ)上討論了運動參數(shù)原始誤差在傳動鏈中的傳遞規(guī)律，著重研究了原始誤差對主滑塊理想運動以及下死點位置精度的影響情況。基于連續(xù)接觸模型建立了原理機構(gòu)含間隙的剛體動力學模型，分析了運動副間隙對剛體系統(tǒng)的運動學和動力學狀態(tài)的影響，在此基礎(chǔ)上，進一步引入了彈性體模型，建立了高速壓力機原理機構(gòu)的含間