合模机构是注塑机非常重要的部件之一,它的功能是保证成型模具可靠的锁紧并实现模具启闭运动及顶出制品。合模机构的系统刚性、合模速度和合模力不仅影响产品的质量,还决定了机器循环次数以及总能耗,另外,合模机构的结构还影响到整机的成本。对于肘杆式合模机构,较大的力放大比和行程比能够降低合模能耗和提高生产效率,但由于其设计变量繁多,若采用传统的测绘、图解、类比、经验设计法等进行结构设计,不但计算量大,设计周期长,而且无法获得机构参数的最佳组合以致难以满足力放大比和行程比的性能要求,这在一定程度上降低了合模机构的性能和实用价值。虚拟样机技术作为一种新兴的设计方法,被广泛应用于机械产品系统设计与性能研究,不仅可以有效的缩短研发周期,从而降低研发成本,而且简化了机械产品的设计研发过程,提高了产品系统性能,获得最优化的设计产品。本课题以汾西重工生产的SZ400小型注塑机的双曲肘合模机构为研究对象,系统全面地分析了双曲肘合模机构的运动特性和力学特性,推导出了肘杆机构的几何尺寸及位置与力的放大比及模板行程之间的关系,并结合工程实际的设计要求,选取了行程比和力的放大比为目标函数,确定了适宜的设计变量和约束条件,完成数学模型的建立。本文采用虚拟样机技术建立客观真实的五孔斜排列双曲肘合模机构的参数化模型,通过对模型的动力学仿真分析获得了它的运动学和动力学特性曲线,并对反映合模装置肘杆机构的几何尺寸与位置的点进行敏感度分析和优化设计,即在保证尺寸约束与性能约束的前提下得出了结构参数最优的设计方案。从合模机构的性能和其经济性角度出发,采用功效系数法综合评估优化结果,得出以下结论：当力的放大比为优化目标时,增加了6.1%,较大的力的放大比降低了合模能耗、提高了产品质量并降低了系统冲击；当行程比为优化目标时,增加了5.9%,较大的行程比提高了合模速度、生产效率和结构的紧凑性。优化结果表明得出的优化方案不仅能满足原方案中的运动性能和力学性能,也能满足用户对结构紧凑等其他方面的设计需要。本课题的研究为双肘杆式合模机构的优化设计提供了理论模型和设计方法。