随着自动化生产线在智能制造业中的广泛应用,其整机平稳性对产品生产质量的影响日益显著。推进机(又称送料机)作为自动化生产线的重要组成部分,其运动平稳性直接影响整机性能。本文以某胶囊自动化生产线的推进机为研究对象,综合考虑机构运动学特性与齿轮啮合特性对机构传动性能的影响,以提高机构的运动平稳性为目标,提出将NSGA-Ⅱ遗传算法应用于齿轮连杆机构的多目标优化设计中。同时,探讨了齿廓修形参数对机构运动平稳性的影响。论文主要工作及结论如下:首先,根据推进机的工作要求,采用曲柄齿轮齿条机构作为推进机的主传动机构,在不改变电动机转速的情况下,实现机构的自动换向与长距离输送功能;针对曲柄齿轮齿条机构的设计,在考虑机构运动学特性与齿轮啮合特性的基础上,以齿轮摆角、角加速度和齿轮齿条重合度作为优化目标,建立了机构的多目标优化数学模型;并利用NSGA-Ⅱ遗传算法对该模型进行了多目标优化,得到一个Pareto最优解集,进而确定了一组最优设计方案;基于Matlab仿真软件对优化前后机构的运动学特性进行了分析。结果表明:在保证机构运动平稳的前提下,优化后机构的齿轮摆角由优化前的7.365 rad增至9.875 rad,提高了该机构作长行程往复运动的能力。其次,结合ANSYS有限元技术与ADAMS虚拟样机技术,对优化后的机构进行了刚柔耦合动力学仿真分析;基于有限元接触分析确定了齿轮的最大修形量,并提出了长修形与短修形两种修形方案;然后从动力学与静力学角度出发,分析和探讨了齿轮在不同载荷工况下,两种修形方案对其传动特性的影响。结果表明:本文机构中的齿轮更适合采用短修形方案,其修形长度为1 mm,修形量为0.02 mm,修形后齿轮的啮合冲击得到明显改善,提高了机构的整体平稳性。最后,对齿轮座固有频率、输出轴静力学特性以及推送过程的运动学特性进行了分析,并对比了定速推送、优化前推进机推送和优化后推进机推送时,推爪与模条在初始时刻的接触情况,以此验证推进机结构的合理性。结果表明:优化后的推进机结构能保证安全承载,且具有加速稳定、运动平稳及推送初始时刻瞬时冲击力小等优点,满足自动化设备的工作要求。综上所述,本文针对推进机的主传动机构,从尺寸参数设计与齿廓修形两方面进行了优化改进,提高了机构的整体平稳性,减小了振动冲击。结论可为齿轮-连杆机构的设计与研究提供理论参考依据。