袁丁益，鹿新建，陸文淵，袁 林，孫云飛，繆華濱

（南京工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，江蘇南京 211167）

摘要：分析了多連桿壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過程。

利用 ADAMS 軟件建立多連桿機(jī)構(gòu)模型，仿真了多連桿機(jī)構(gòu)滑塊的位移、速度及加速度曲線。

分析了曲柄OA的長度對滑塊位移、速度及加速度曲線的影響。

仿真結(jié)果表明：與曲柄壓力機(jī)相比，多連桿壓力機(jī)具有下死點(diǎn)附近速度低、回程速度高的特點(diǎn)。

隨著OA桿長度的減小，滑塊的運(yùn)動(dòng)特性變差。

關(guān)鍵詞：壓力機(jī)；高速；多連桿；高精度；運(yùn)動(dòng)特性；ADAMS 中圖分類號：TG385.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.16316/j.issn.1672-0121.2018.05.001 文章編號：1672-0121（2018）05-0007-03

隨著國內(nèi)壓力機(jī)械技術(shù)的迅猛發(fā)展以及精密引線框架等精密件的沖壓技術(shù)需求，傳統(tǒng)的曲柄連桿壓力機(jī)已無法滿足當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)的需求。

壓力機(jī)正朝著高速度、高精度、驅(qū)動(dòng)簡單化方向發(fā)展。基于這樣的發(fā)展背景，多連桿壓力機(jī)在精密零件的沖壓方面得到廣泛應(yīng)用。

與傳統(tǒng)曲柄連桿壓力機(jī)相比，多連桿壓力機(jī)具有下死點(diǎn)附近沖壓速度低、加速度小的特點(diǎn)，并且具有明顯的急回特性。

這使得多連桿壓力機(jī)有著較高的沖壓效率，減小了沖壓時(shí)產(chǎn)品的振動(dòng)，提高了下死點(diǎn)精度。

本文研究多連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比于傳統(tǒng)的曲柄連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所具有的優(yōu)勢，并結(jié)合軟件對模型進(jìn)行仿真。研究了不同曲柄長度對滑塊位移、速度及加速度的影響，有助于多連桿壓力機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

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1 模型的建立

1.1 多連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理

圖 1 為一種多連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖。該機(jī)構(gòu)左右對稱，D 和 D' 為肘桿 CD、C'D' 與機(jī)架的鉸接點(diǎn)，H 和 H' 為三角板 FHC 和 F'H'C' 與機(jī)架的鉸接點(diǎn)。

OA 為曲柄，繞 O 點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，通過連桿 AB 將運(yùn)動(dòng)傳遞到滑塊上的 B 點(diǎn)，B 點(diǎn)所在的滑塊沿垂直方向做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)擺桿 BC（BC'）繞 B 點(diǎn)擺動(dòng)，與此同時(shí)，肘桿 CD（C'D'）繞 D（D'）點(diǎn)擺動(dòng)，通過連桿 CE （C'E'）將運(yùn)動(dòng)傳遞到滑塊上的 E（E'）點(diǎn)，滑塊受滑道約束在水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且通過連桿 EF（E'F'）將運(yùn)動(dòng)傳給三角板 FHC（F'H'C'），使得三角板繞著 H （H'）點(diǎn)擺動(dòng)。

連桿 GI（G'I'）一端與三角板 FHG （F'H'G'）上的 G（G'）點(diǎn)相連，一端和連桿 IJ（I'J'）上的 I（I'）點(diǎn)相連，將三角板的運(yùn)動(dòng)傳遞給連桿 IJ （I'J'），連桿 IJ（I'J'）受到連桿 II' 和滑塊 JJ' 的約束，只能在豎直方向上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并將運(yùn)動(dòng)傳遞給滑塊 JJ'?；瑝K JJ' 在滑道的約束下，實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

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研究滑塊的位移、速度和加速度，剛體的質(zhì)量屬性參數(shù)不影響仿真結(jié)果，故建模時(shí)只考慮各桿的幾何特征，采取ADMAS的幾何建模工具，選取圖1中的 O點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，X軸水平向右，Y軸豎直向上，建模過程中自動(dòng)生成的質(zhì)量屬性參數(shù)不變；定義機(jī)架和剛體上各關(guān)鍵點(diǎn)

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圖 4 比較了兩種機(jī)構(gòu)的滑塊速度曲線，在下死點(diǎn)附近的工作角度范圍內(nèi)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的平均沖壓速度為 186.93mm/s，多連桿壓點(diǎn)），輸入各特征點(diǎn)坐標(biāo)值；在各桿件之間、桿件和機(jī)架之間添加鉸鏈約束，滑塊與機(jī)架之間添加棱柱約束；在 O點(diǎn)鉸鏈約束處添加旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為 600 次 /min。

所建立模型如圖 2 所示，包括 21 個(gè)剛體、19 個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)（關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值如表 1 所示）和一個(gè)驅(qū)動(dòng)。

由于模型左右對稱，為了建模的方便，故只建立了左半邊的模型，并對模型進(jìn)行了簡化處理。

力機(jī)的平均沖壓速度為 94.86mm/s，多連桿機(jī)構(gòu)的沖壓速度與曲柄連桿機(jī)構(gòu)相比要小得多，意味著只要送料速度和精度能夠保障，還可以進(jìn)一步提高多連桿壓力機(jī)的沖壓速

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仿真結(jié)果

曲柄旋轉(zhuǎn)角速度取 600 次 /min，對多連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了仿真，獲取了滑塊的位移曲線、速度曲線以及加速度曲線。

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