基于ADAMS的多连杆高速压力机滑块运动特性曲线分析(一)

基于ADAMS的多连杆高速压力机滑块运动特性曲线分析(一)

Feb 16, 2022

袁丁益,鹿新建,陆文渊,袁 林,孙云飞,缪华滨

(南京工程学院机械工程学院,江苏南京 211167)

摘要:分析了多连杆压力机传动系统的运动过程。

利用 ADAMS 软件建立多连杆机构模型,仿真了多连杆机构滑块的位移、速度及加速度曲线。

分析了曲柄OA的长度对滑块位移、速度及加速度曲线的影响。

仿真结果表明:与曲柄压力机相比,多连杆压力机具有下死点附近速度低、回程速度高的特点。

随着OA杆长度的减小,滑块的运动特性变差。

关键词:压力机;高速;多连杆;高精度;运动特性;ADAMS 中图分类号:TG385.1 文献标识码:A

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

随着国内压力机械技术的迅猛发展以及精密引线框架等精密件的冲压技术需求,传统的曲柄连杆压力机已无法满足当前工业生产的需求。

压力机正朝着高速度、高精度、驱动简单化方向发展。基于这样的发展背景,多连杆压力机在精密零件的冲压方面得到广泛应用。

与传统曲柄连杆压力机相比,多连杆压力机具有下死点附近冲压速度低、加速度小的特点,并且具有明显的急回特性。

这使得多连杆压力机有着较高的冲压效率,减小了冲压时产品的振动,提高了下死点精度。

本文研究多连杆传动机构相比于传统的曲柄连杆传动机构所具有的优势,并结合软件对模型进行仿真。研究了不同曲柄长度对滑块位移、速度及加速度的影响,有助于多连杆压力机传动机构的设计。

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1 模型的建立

1.1 多连杆机构运动原理

图 1 为一种多连杆机构的运动简图。该机构左右对称,D 和 D' 为肘杆 CD、C'D' 与机架的铰接点,H 和 H' 为三角板 FHC 和 F'H'C' 与机架的铰接点。

OA 为曲柄,绕 O 点作圆周运动,通过连杆 AB 将运动传递到滑块上的 B 点,B 点所在的滑块沿垂直方向做上下往复运动,带动摆杆 BC(BC')绕 B 点摆动,与此同时,肘杆 CD(C'D')绕 D(D')点摆动,通过连杆 CE (C'E')将运动传递到滑块上的 E(E')点,滑块受滑道约束在水平方向往复运动,并且通过连杆 EF(E'F')将运动传给三角板 FHC(F'H'C'),使得三角板绕着 H (H')点摆动。

连杆 GI(G'I')一端与三角板 FHG (F'H'G')上的 G(G')点相连,一端和连杆 IJ(I'J')上的 I(I')点相连,将三角板的运动传递给连杆 IJ (I'J'),连杆 IJ(I'J')受到连杆 II' 和滑块 JJ' 的约束,只能在竖直方向上下往复运动,并将运动传递给滑块 JJ'。滑块 JJ' 在滑道的约束下,实现上下往复运动。

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研究滑块的位移、速度和加速度,刚体的质量属性参数不影响仿真结果,故建模时只考虑各杆的几何特征,采取ADMAS的几何建模工具,选取图1中的 O点作为坐标原点,X轴水平向右,Y轴竖直向上,建模过程中自动生成的质量属性参数不变;定义机架和刚体上各关键点

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图 4 比较了两种机构的滑块速度曲线,在下死点附近的工作角度范围内,曲柄连杆机构的平均冲压速度为 186.93mm/s,多连杆压点),输入各特征点坐标值;在各杆件之间、杆件和机架之间添加铰链约束,滑块与机架之间添加棱柱约束;在 O点铰链约束处添加旋转驱动,转速为 600 次 /min。

所建立模型如图 2 所示,包括 21 个刚体、19 个关键点(关键点的坐标值如表 1 所示)和一个驱动。

由于模型左右对称,为了建模的方便,故只建立了左半边的模型,并对模型进行了简化处理。

力机的平均冲压速度为 94.86mm/s,多连杆机构的冲压速度与曲柄连杆机构相比要小得多,意味着只要送料速度和精度能够保障,还可以进一步提高多连杆压力机的冲压速


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仿真结果

曲柄旋转角速度取 600 次 /min,对多连杆机构的运动特性进行了仿真,获取了滑块的位移曲线、速度曲线以及加速度曲线。

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