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压力机被广泛应用在汽车、机械、交通、军工、冶金化工、航空航天等重要工业领域,它是制造业中不可缺少的重要装备之一。作为第三代压力机的伺服压力机,能够快捷地改变滑块的输出运动规律,从而实现压力机的柔性输出。本文研究的三角肘杆伺服压力机机构可以显著提高压力机的输出力,从而降低驱动伺服电机的功率,达到高效节能的目的,符合我国伺服电机的发展现状,具有重要的研究意义。 本文以三角肘杆伺服压力机为研究对象,为了达到高效节能的目的,对其进行了机构的运动学分析和尺寸优化。同时伺服压力机需要对其进行位置和速度的控制,而这就需要求解三角肘杆伺服压力机机构的逆解。论文取得了一些具有现实意义的成果。 1.建立了三角肘杆伺服压力机机构的运动学模型,应用 MATLAB 软件对其进行运动学分析,绘制了滑块的位置、速度与曲柄转角之间的关系曲线,为三角肘杆机构的尺寸优化设计及控制方法研究打下基础。 2.基于运动学分析,建立了三角肘杆伺服压力机机构的优化设计模型,将滑块的输出力作为优化目标函数,利用 MATLAB 软件中的优化工具箱进行优化编程,对三角肘杆伺服压力机机构的尺寸进行了优化,从而达到小功率伺服电机、大输出冲压力的结构优化目的。 3.伺服压力机的滑块运动具有可控性,而这需要通过机构的运动逆解来保证。由于此三角肘杆伺服压力机机构的运动逆解的解析解求解困难,所以本文利用了多项式拟合的方法来的得到它的运动逆解。即在三角肘杆运动学分析和尺寸优化的基本上,得到了若干组曲柄转角和滑块位移相对应的离散点,采用 MATLAB 软件,运用多项式拟合法对这些离散点进行了曲线拟合,得到了曲柄转角与滑块位移,曲柄转速与滑块速度之间的函数关系,此函数关系为三角肘杆伺服压力机的位置、速度控制打下了坚实的基础。