操作機夾鉗機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和參數(shù)化設(shè)計.pdf

1、鍛造操作機的發(fā)展水平是影響重大裝備制造業(yè)發(fā)展的一個重要因素。而夾鉗機構(gòu)作為鍛造操作機的重要組成部分，它設(shè)計的好壞直接影響到整個鍛造操作機的使用性能。面對工業(yè)發(fā)展對鍛造設(shè)備的需求，設(shè)計出具備更好承載性能以及穩(wěn)定性的夾鉗機構(gòu)也是本課題需要解決的問題。此外，參數(shù)化設(shè)計作為機械設(shè)計的重要組成部分，通過對夾鉗機構(gòu)進行參數(shù)化設(shè)計，使得工程師從繁瑣的、大量重復(fù)的建模工作中解放出來，可以把更多的時間和精力投入到后續(xù)的干涉檢查、有限元分析、運動仿真等方面

2、的研究工作。
　　本文即是在科技重大專項課題“大型鍛造操作機”的基礎(chǔ)上，以拉壓式鍛造操作機夾鉗為研究對象，對其進行優(yōu)化設(shè)計并創(chuàng)建了參數(shù)化建模系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容及成果如下：
　　1.鍛造操作機夾鉗機構(gòu)的運動學(xué)和力學(xué)模型分析
　　對鍛造操作機夾鉗機構(gòu)進行了構(gòu)型分析，在此基礎(chǔ)上，對夾鉗機構(gòu)進行運動學(xué)建模及正反解求解；對夾鉗機構(gòu)進行了靜力學(xué)和動力學(xué)建模及求解；并進行了夾鉗機構(gòu)末端夾持力分析和銷軸尺寸計算，為后續(xù)的夾鉗機構(gòu)優(yōu)化設(shè)

3、計及液壓缸驅(qū)動力控制等提供了依據(jù)。
　　2.夾鉗機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計
　　根據(jù)夾鉗機構(gòu)運動學(xué)和力學(xué)模型的分析結(jié)果，建立其優(yōu)化模型。定義驅(qū)動系數(shù)，表示在實現(xiàn)同樣末端夾持力的條件下，所需要的驅(qū)動力，并以驅(qū)動系數(shù)在工作空間內(nèi)的平均值代表力的傳遞效率，作為優(yōu)化目標(biāo)；在考慮傳動角范圍以及結(jié)構(gòu)干涉等約束條件下，利用遺傳算法對機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計；并根據(jù)機構(gòu)優(yōu)化的結(jié)果，提出二級優(yōu)化的方法，一級優(yōu)化采用遺傳算法，二級優(yōu)化采用遍歷算法，使優(yōu)化結(jié)構(gòu)更趨近

4、于最優(yōu)解。
　　3.6t/15t?m鍛造操作機夾鉗機構(gòu)模型的仿真驗證
　　針對6t/15t?m型號操作機夾鉗機構(gòu)優(yōu)化后的模型，利用Matlab進行編程計算和仿真，并從運動空間、傳動角參數(shù)、驅(qū)動系數(shù)、傳動比、受力分析等方面與原始模型進行比較，以驗證優(yōu)化設(shè)計的有效性；利用ADAMS軟件對夾鉗模型進行運動學(xué)、靜力學(xué)以及實際操作過程仿真，并與編程分析計算結(jié)果進行對比，以驗證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　4.鍛造操作機夾鉗的參數(shù)化建模