基于Adams五点斜排机构的分析与设计(含源文件)
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基于Adams五点斜排机构的分析与设计(含源文件),基于,adams,五点,机构,分析,设计,源文件
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毕业设计（论文）任务书 学 院： 机电工程学院 专业年级： 级机械设计制造及其自动化 学生姓名 : 学 号 : 设计 (论文 )题目 ： 基于 点斜排合模机构的分析 与设计 起 迄 日 期 : 2007 年 4 月 1 日 2007 年 6 月 10 日 指 导 教 师 : 专 业 负 责 人 : 日期 : 2007 年 3 月 25 日 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 本设计是对机械设计制造及其自动化专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校期间所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。 给定的条件有：调模板，动模板 , 静模板上的尺寸，模板间距和导杆间距。 要求： 行运动学仿真分析。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、工作要求等）： 总体设计要求： 1） 清楚设计参数，明确设计内容，注意设计重点； 2） 查阅与本题目有关的文献资料，并分析综合，合理选用； 3） 设计方案合理，有一定的特色和见解； 4） 设计步骤清晰，分析结果正确； 5） 设计制图应符合国家标准，并用计算机绘图、出图； 6） 说明书要求文字通顺、语言简练、字迹工整，图示清晰； 7） 按照设计时间进度，在指导教师的指导下，独立地完成毕业设计任务。 具体设计要求如下： 1. 功能性要求：运动结果真实可靠 ,与实际情况出入不大。 2. 适应性要求：结构 合理。 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： 设计内容及工作量 图纸数量至少有总装图 1 张（ 0 号），部装图 1 张和零件图 4 5 张，各个工程图纸的幅面应按照国标规定，按照你所设计零件的实际大小选择比例后确定。每张图按照国标对装配图、零件图的不同要求标注好尺寸、公差等，标题栏、明细表齐备。 件的设计计算 各主要结构的方案选择，零部件的有关计算。 、表格等特殊要求 主要内容有目前的现状，设计的必要性。方案设计，进行方案的比较，每个方案所用的最佳结构（用简图和文字说明）以及有关的计算。说明书中的插图、表格、写作的具体形式按照学校所发文件的要求完成。 关于应用计算机设计、计算或绘图要求 设计说明书要用计算机的 档打印，说明书要具有封面、前言中英文摘要、目录、内容、参考文献以及结束语，内容中的页码要和目录相对应。中间的图表可用 出插入，其他图纸也必须用计算机绘图、出图。 4主要参考文献： 1） 机械设计手册 2） 塑 胶模具设计手册 3） 机械原理与机械零件教科书 4） 金属工艺学 5） 机构运动设计学 6） 机构运动学 7） 件 . 8） 关教程 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 大致安排： 4 月 1 日 4 月 10 日 4月 11日 4月 20日 4月 21日 5月 15日 5月 16日 6月 10日 6月 11日 6月 12日 定于每周集中研究、商讨一次，有问题随时电话联系。 收集、阅读有关参考资料； 有关 生产厂家了解此类产品的生产、使用情况； 有关的功能原理设计，方案选择，结构设计，有关计算，设计说明书及图纸的草图，迎接中期检查。 完成所有的毕业设计文件，进行打印等后续工作。 准备答辩。 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 学院意见： 院领导： 年 月 日 毕业设计 (论文 )实习报告 学生姓名： 学 号： 学 院： 机电工程学院 专 业： 级机械设计制造及其自动化 设计 (论文 )题目： 基于 点斜排合模机构的分析 与设计 指导教师： 年 月 日 毕业 实习是我们机自专业知识结构中不可缺少的组成部 分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。 掌握机械加工工艺方面的知识及 方法 了解切削刀具方面的知识，熟悉常用刀具的结构、选择、用途等 了解机床和数控系统的知识，特别是加工中心等典型的数控设备 熟悉、巩固铸造工艺及设备方面的知识 毛胚的选择 零件一般是由毛胚加工而成。在现有的生产条件下，毛胚主要有铸件，锻件和冲压件等几个种类。铸件是把熔化的金属液浇注到预先制作的铸型腔中，待其冷却凝固后获得的零件毛胚。在一般机械中，铸件的重量大都占总机重量的 50%以上，它是零件毛胚的最主要来源。铸件的突出优点是它可以是各种形状复杂的零件毛胚，特别是具有复杂内腔的零件毛胚 ，此外，铸件成本低廉。其缺点是在其生产过程中，工序多，铸件质量难以控制，铸件机械性能较差，锻件是利用冲击力或压力使用，加热后的金属胚料产生塑性变形，从而获得的零件毛胚。锻件的结构复杂程度往往不及铸件。但是，锻件具有良好的内部组织，从而具有良好的机械性能。所以用于做承受重载和冲击载荷的重要机器零件和工具的毛胚，冲压件是利用冲床和专用模具，使金属板料产生塑性变形或分离，从而获得的制体。冲压通常是在常温下进行，冲压件具有重量轻，刚性好，尺寸精度高等优点，在很多情况下冲压件可直接作为零件使用。选择毛胚还应该考虑的原 因 ： （ 1）零件的力学性能要求 相同的的材料采用不同的毛胚制造的方法，其力学性能有所不同。铸铁的强度，离心浇注，压力浇注的铸体，金属型浇注的铸体，沙型浇注的铸体依次递减；钢质零件的锻造毛胚，其力学性能高于钢质棒料和铸钢体。 （ 2）零件的结构形状和外廓尺寸，直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料。相差较大时宜采用锻件。形状复杂的毛胚不宜采用金属型铸造。尺寸较大的毛胚，不宜采用摸锻，压铸和精铸。多采用沙型铸造和自由锻造。外型复杂的小零件宜采用精密铸造的方法 （ 3）生产纲领和批量 生产纲领大时宜采用高精度与高生产 率的毛胚制造方法，生产纲领小时，宜采用设备投资小的毛胚制造方法 （ 4）现场生产条件和发展 应该经过技术经济分析和论证 零件的材料为 据零件结构简单和对称分布的特点，零件的生产纲领为大批量生产 。 在这个科技时代中，高技术产品品种类繁多，生产工艺、生产流程也各不相同，但不管何种产品，从原料加工到制成产品都是遵循一定的生产原理，通过一些主要设备及工艺流程来完成的。因此，在专业实习过程中，首先要了解其生产原理，弄清生产的工艺流程和主要设备的构造及操作。其次，在专业人员指导下，通过实习 过程见习产品的设计、生产及开发等环节，初步培养我们得知识运用能力。概括起来有以下几方面： 产目的、生产程序及产品供求情况。 艺条件确定以及流程的编制原则。术规格、包装和使用要求。 习生产流程及技术设计环节，锻炼自己观察能力及知识运用能力 。 在实习过程中，我们不仅从企业职工身上学到了知识和技能，更使我们学会了企业中科学的管理方式和他们的敬业精神。感到了生活的充实和学习的快 乐，以及获得知识的满足。真正的接触了社会，使我们消除了走向社会的恐惧心里，使我们对未来充满了信心，以良好的心态去面对社会。同时，也使我们体验到了工作的艰辛，了解了当前社会大学生所面临的严峻问题，促使自己努力学习更多的知识，为自己今后的工作奠定良好的基础。 本次实习使我第一次亲身感受了所学知识与实际的应用，理论与实际的相结合，让我们大开眼界，也算是对以前所学知识的一个初审吧！这次生产实习对于我们以后学习、找工作也真是受益菲浅。让我们初步让理性回到感性的重新认识，也让我们初步的认识了这个社会，对于以后做人所应 把握的方向也有所启发！ 毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名： 学 号： 学 院： 机电工程学院 专 业： 2003 级机械设计制造及其自动化 设计 (论文 )题目： 基于 点斜排合模机构的分析 与设计 指导教师： 年 月 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情 况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 1500 字左右的文献综述（包括研究进展，选题依据、目的、意义） 文 献 综 述 本设计是结合自己所在公司生产的注塑机上的 双曲肘 五点斜排机构进行的研究分析 ,着重考虑机构的运动规律 ,是对生产实践的一次验证 开 模 装置是靠双 双曲肘 五点斜排机构 (上下关于中间面对称 )推动的 开 模装置 具有重要的作用 . 合 开 模装置是保证模具可靠闭紧和实现模具启闭动作及顶出制品的部件。一个好的合模装置必须具备三方面特性： (1)足够的合紧模具的力和 系统刚性，保证模具在熔料的压力下，不产生开缝溢料现象： (2)足够的安装模具的空间及开启模具的行程： (3)快速的移模速度及较慢的合紧模具速度，移模时要具备慢一快一慢的运动特性。 目前 我们公司采用的是 油压 五点斜排机构 肘杆式。油压 五点斜排机构 肘杆式合模装置由合模油缸推动 五点斜排机构 机构，再通过机构的放大作用推动模板的运动和合紧模具，可以实现快速低能耗的合模。 在移模中， 五点斜排机构 具有较大的行程比系数 (即行程放大倍数 )和较小的力的放大倍数。在模具即将合紧时， 五点斜排机构 肘杆式机构力的扩大倍数 急剧增大，而行程比系数减少 。 这样，即使用一个较小较短的合模推力油缸，也能达到较大的合模力和移模行程。并且机构本身的运动特性就具有慢一快一慢的特点，在高速开合模时对动力控制系统的要求不高。 在油压 五点斜排机构 肘杆式合模装置上，由于联结连杆的销轴需要在旋转运动的同时承受较大的表面压力和剪切力。对其材质、强度、表面硬度以及润滑都有较高要求。 五点斜排机构 油压肘杆式具有速度快、变速平稳、节省电力、超载性能好等优点，但同时也有不能成型深孔制品、调模较复杂、合模力重复精度不高、对模具平行度要求较高等局限。 高速节能节材是双曲肘斜排列五支点机构的优点，广泛应用于注塑机的合模机构 扩大了其在注塑机领域应用范围。一套大行程比肘杆机构参数的取值原则；肘杆合模机构的系统刚度设计方法，从肘杆机构各部件、各零 件受力变形相互之间的联系上，揭示了其内部相互之间存在的规律，把设计理论与设计实际密切联系起来，把设计理论上的定性变为设计实际中的定量，作者据此设计的中、大型注塑机双曲肘斜排合模机构，移模行程与拉杆内间距之比达到 (1 1，设计的合模力与实测合模力误差不到 2，设计的移模行程与实测移模行 程误差不到 l，合模机构重量比同合模力同拉杆间距同类合模机构降低 15到 250 0，经过长期运行充分证明了其合模机构的可靠性和合理性。双曲肘斜排列合模机构是近代注塑机上广泛采用的一种结构，不但在中、小型注塑机上得到应用，而且在大型及特大型注塑机上逐渐得到推广。其主要特点是运动特性好符合注塑工艺要求，刚性大适合高速注塑昕需的超载力，移模速度快适应节能需要。我国注塑机行业，将此种机构应用于新开发的注塑机上，主要进行测绘仿制及类比设计，缺少理论性及实践性研究应用，特别是理论与与实践相互联系的设计研究。因而，双曲肘 斜排列合模机构的设计水平提高慢，具体反映在注塑机上是移模速度不均匀，冲击大，力的放大比和行程比的匹配不合理，体积大，近年来，计算机优化设计也有所研究，但由于目标函数、设计变量及约速条件取得不尽合理，特别是约速条件没有跳出老框框，因而，对改进运动特性、降低机构重量，没有显著的进步，距离实际工程应用甚远。经验设计是计算机优化设计的基础，计算机优化设计是经验设计的补充和完善，两者缺一不可。至今还没有一套十分令人满意的全部由计算机辅助设计的程序，所谓优化仅在原有机构上做些微小的修正改进而没有进行实质性的创新，优化设 计未能在实际工程中得到应用 . 由于我国的注塑机产品上的 双曲肘 五点斜排机构的研究层次较低 ,停留在吸收借鉴别人的成果的基础上 ,而通过使用现代计算机辅助设计软件 行仿真分析研究 ,对以后开发新的产品具有重要的指导作用 又通过实践来反馈到理论上去 ,可以相互促进和提高 ,缩短新产品上市时间 ,节省生产成本 ,具有重要的作用 . 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 径）： 本设计是对机械设计制造及其自动化专业学生在毕业前的 一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校期间所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。本设计着重探讨机构运动方面的性能 ,结合生产实际 ,培养理论结合实际的能力 ,分析解决问题的能力 . 针对现有注塑机的设计上的合模机构存在移模运动不顺畅，不够理想的情况。首先用 注塑机的双肘五点斜排机构建立模型，进行理论分析，确定该机构实现慢 快 慢的理想运动特性的工作区间。在一定的条件下进行优化建模，最后设计一组优的解。本课题将全部力量集中在这个关键问题的分析上，严格运用方案设计 的求解方法，用三维 件 立注塑机合模机构各零件、装配体的实体模型，并利用采用现代虚拟样机技术的运动仿真软件 本质上解决五点斜排合模机构的效率和可靠性。 下图示参数为本课题的已知前提，要设计合理的双肘五点斜排机构实现动模板能达调模板（左）、动模板（中）、静模板（右）和导柱（四根杆）的装配图 预定的设计要求。 要求： 行运动学仿真分析。 参考文献： 1 李军 等， 例教程 M。北京：北京理工大学出版社， 2002. 2 郑建荣。 M。北京；高等教育出版社， 1996。 3 陆佑方。柔性多体系统动力学 M。北京：高等教育出版社， 1996。 4 陈新。机械结构动态设计理论方法及应用 M。北京：机械工业出版社， 1997。56 5 王国强 张进平 马若丁。虚拟样机及其在 的实践 M。西安：西北工业大学 出版社， 6 陈金南 中国塑料机械工业的现状与发展，中国塑料 1997。 7 周利民 国内外注塑模具的发展趋势。山东青岛，模具工程， 2005。 毕业设计 (论文 )指导书 学 院： 机电工程 学院 专业年级： 学生姓名 : 学 号 : 设计 (论文 )题目 ： 基于 点斜排合模机构的分析 与设计 起 迄 日 期 : 2007 年 4 月 1 日 2007 年 6 月 10 日 指 导 教 师 : 专 业 负 责 人 : 日期 : 2007 年 3 月 25 日 毕 业 设 计（论 文）指 导 书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 本设计是对机械设计制造及其自动化专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校期间所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。 给定的条件有：调模板，动模板 , 静模板上的尺寸，模板间距和导杆间距。 要求： 行 运动学仿真分析。 2 本毕业设计的内容与步骤： （ 1） 方案设计 在方案设计阶段，应当对现有零件进行分析研究 ,了解该机构的运动规律，以便运行的仿真结果与实际情况进行比较。深入车间现场学习，了解该机构的运动规律 ,一些主要零件的结构和一些安装工艺；根据已获得认识，进行模型的建立，模型的筛选 ,确定具体的建模思路 ,三维建模，进行 运动学仿真分析。 （ 2） 总体设计： 根据选定的设计方案，主要设计内容应包括以下几个方面：总体方案的分析；根据分析，建立合适的模型，计算出具体零件的主要尺寸；画出部装图、总装图； 三维实体建模，进行 运动学仿真分析； （ 3） 详细设计分析（零部件设计分析） 进行五点斜排机构的功能分析，由分析得出设计参数，然后根据实际情况合理设计零件的具体结构，画出五点斜排机构的具体零件图，部装图和总装图。最后要用 件进行机构的运动学仿真分析。 （ 4）编写设计说明书。 毕 业 设 计（论 文）指 导 书 3对本毕业设计（论文）课题成果文件： 对于本课题在完成以后应有如下产品或文件交付： 1） 设计计算说明书一本，具体字数、格式等的要求按学校所发文件为准。 设计说明书要用计算机的 档打印，说明书要具有封面、前言中英文摘要、目录、内容、参考文献以及结束语，内容中的页码要和目录相对应。中间的图表可用 出插入。 2） 至少完成总装配图 1 张（ 0 号），部装图 2 张和 4 5 张零件图，约合 3 张 0号图。 3） 答辩内容应做成多媒体文件进行答辩，各种说明的简图等做成能够动画演示，以增强答辩效果。 4） 同时将开题报告、实习报告随上述文件一并交来。 4评分标准： 4评分标准： 毕业设计态度认真，积极主动 20 分 毕业设计内容正确，工作量足够 40 分 设计说明书规范美观 10 分 设计内容具有创新性 10 分 毕业答辩表现 20 分 毕 业 设 计（论 文）指 导 书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 大致安排： 4 月 1 日 4 月 10 日 4月 11日 4月 20日 4月 21日 5月 15日 5月 16日 6月 10日 6月 11日 6月 12日 定于每周集中研究、商讨一次，有问题随时电话联系。 收集、阅读有关参考资料； 深入车间学习 ,了解该机构的运动规律； 有关的功能原理设计，方案选择，结构设计，有关计算，设计说明书及图纸的草图，迎接中期检查。 完成所有的毕业设计文件，进行打印等后续工作。 准备答辩。 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 学院意见： 院领导： 年 月 日 基于 目录 引言 机构分析与建模 求解并确定设计参数 主要零部件的选材校核及热处理 用 绘图 引言 注塑机组成 (1)注塑系统 其作用是塑化，计量，注塑，保压。 (2)合模系统 其作用是固定模具，锁紧模具，开闭模具，顶出制品。 (3)加热冷却系统 对机筒及喷嘴加热，对模具及液压油冷却。 (4)液压系统 为注塑机提供动力来源。 (5)润滑系统 为动模板，调模装置，连杆铰链等运动部位提供润滑条件。 (6)电控系统 对工艺程序进行精确而稳定的控制。 (7)安全保护系统 用来保护人机安全。 (8)监测系统 五点斜排合模机构 合锁模装置 合锁模装置是保证模具可靠闭紧和实现模具启闭动作及顶出制品的部件。一个好的合模装置必须具备三方面特性： (1)足够的合紧模具的力和系统刚性，保证模具在熔料的压力下，不产生开缝溢料现象： (2)足够的安装模具的空间及开启模具的行程： (3)快速的移模速度及较慢的合紧模具速度，移模时要具备慢一快一慢的运动特性。 合开模装置设计的意义 目前合开模装置还存在合模机构存在移模运动不顺畅，不够理想的情况 。 运用计算机软件对合模机构进行优化设计，替代以往的经验、类比、试算、近似公式以及做图等设计方法 ;力求合模机构的结构尺寸更合理 提高合模机构的运动及力学性能 ,为以后注塑机的性能改进提供可靠的据。 优化概况（一） 目标函数 1以追求最大的力的放大倍数为目标函数。追求力的放大倍数有利于提高合模力，降低能耗，提高产品质量。 2以追求最大行程比为目标函数。其设计思想是在动模板行程一定的条件下使合模油缸行程为最短。 3以追求最大模板行程为目标函数。其设计思想是尽可能使合模机构能适应不同厚度的模具，提高注塑机的使用范围。 4以追求最小结构尺寸为目标函数。其设计思想是追求机构总长度为最小或后模板铰支座中心距为最小。 优化概况（二） 约束条件 性能约束条件： (1)为保证机构正常启闭运动，不发生自锁现象的约束条件 ; (2)为增加机台循环次数，行程比必须满足设计要求的约束条件 ; (3)获得合理增力倍数，保证合模力的约束条件 ; (4)为保证系统刚度，对合模机构临界角的约束条件 ; 优化概况（三） (5)为保证动模板在任何位置都能克服系统阻力，实现可靠闭模，而对油缸推力要求的约束条件 (6)为结构紧凑，启闭模可靠，对初始角，斜排角，终锁角的必要的约束条件。 几何约束条件： (1)为避免对称曲肘相互干涉的约束条件 ; (2)为保证相同杆件铰支点便于制造，运动中不发生干涉的最小长度约束条件 ; 本次设计的任务和要求 1 系统准确地建立五点斜排双曲肘合模机构的力学及运动学模型，包括力的放大倍数，系统刚度，临界角，合模油缸推力，行程比以及模板移动速度等。 2 应用仿真优化方法，在计算机上对合模机构进行设计，替代传统的经验，类比，试算，近似公式以及作图等设计方法。 3 力求合模机构的结构尺寸更加合理，从而提高合模机构的力学及运动学性能。 五点斜排双曲肘合模机构的运动学及力学模型的建立 五点斜排机构工作原理图 分析过程 机构自由度 F 如图所示，双曲肘合模机构上下对称布置，这样可提高机构的系统刚度，改善受力状况。合模机构中对运动不起作用的对称部分属于虚约束，应先去掉再算自由度。机构中无局部自由度，无高副。根据 机械原理 教材可知， n=5, , F=315 机构运动特性要求 在满足规定开模行程 希望有大的行程比和力放大比 ; 动模板运动符合 “ 慢 快 慢 ” 变化规律 ; 机构紧凑。但行程比与力放大比是矛盾的 , 为此用功效系数统一 , 要求有高的功效系数。 建立机构的特性分析数学模型 H、 2为动模板的移模行程。 是当 2杆共线时关于水平面的夹角，为行程终止杆 1 s i n ( ) ( 0 )a r c s i n 2L H 3 s i n ( ) 4 s i n ( 2 )h H L L 机构数学模型 接上页 3 s i n ( )a r c s i n 4H h 1 3 c o s ( ) 4 c o s ( 2 ) 3 c o s ( ) 4 c o s ( )S L L L L 3 s i n ( ) c o s1 s i n ( ) c o 机构数学模型 行程放大比 21 s i n ( ) c o s1 s i n ( ) c o 1/R v M 1 s i n ( ) c o s3 s i n ( ) c o = 机构自锁及正常运行条件 最大启程角 前肘杆转角 0 ， 3 机构的正常运行条件是：+160 . 本文在研究时 , 以功效系数 Y 最大为追求目标 , 同时要求行程比 W 和力放大比 M 不低于某数值 , 兼顾动模板速度增益比 机构紧凑等指标。 机构建模及求解 以功效系数 F(X)= W M 为目标函数，以各个杆长为自变量，以上述自锁条件，和机构紧凑等为约束条件，建立数学模型。这属于基本的线性规划问题，用数学软件得上述各杆长。 零件选材热处理及润滑 F、 P)最低抗拉强度 延伸率 很高的强度，有良好的韧性 40有很高的强度和韧性 轴调质 241 润滑 绘图 根据设计的要求绘制的图纸如下： 主要零件图 (6张）：前肘杆 ( 后肘杆 ( 十字头（ 大销轴（ 1）（ 大销轴 （ 2）（ 小销轴（ 部装图（ 1张）：五点斜排机构 （ 总装配图 （ 1张）：注塑机开锁模装置 (三维图 十字头 前肘杆 后肘杆 小销轴 大销轴（ 1）（ 2） 连杆 五点斜排机构 注塑机合模装置总装图 致谢 在本课题的完成过程中，自始至终得到了指导老师易春峰老师的精心指导，为我们提供解决思路和研究方案，提供软件和其他方面的资料。易老师严谨的治学态度、求实的实验作风以及工作中一丝不苟的态度深深地影响了我，使我受益匪浅，在此谨向导师表示诚挚的谢意！ 同时还要感谢机械教研室的全体老师，感谢你们在大学四年的培养，在此表示真诚的感谢！ 毕业设计说明书 学生姓名： 学 号： 学 院： 机电工程学院 专业年级： 题 目： 指导教师： 评阅教师： 1 中文摘要 针对现有注塑机的设计上的合模机构存在移模运动不顺畅，不够理想的情况。首先用 行理论分析，确定该机构实现慢 快 慢的理想运动特性的工作区间。在一 定的条件下进行优化，最后设计一组更优的解。本课题将全部力量集中在这个关键问题的分析上，严格运用方案设计的求解方法，用三维 配体的实体模型，并利用采用现代虚拟样机技术的运动仿真软件对所选方案进行计算机辅助运动学仿真研究，从本质上解决五点斜排合模机构的效率和可靠性。 关键词 注塑机 改进 优化 运动仿真 2 外文摘要 n a of it of up a to of on of we we to up of to an of of in to 本科毕业设计说明书 第 3 页 共 39 页 目 次 引言 5 1 合模机构设计意义 7 注塑机的工作原理及其基本组成 7 注塑技术的发展趋势 8 模机构优化设计概况 8 标函数 9 束条件 9 化方法 10 10 往优化设计的不足之处 11 次合模机构优化设计的意义 11 2 合模机构的运动学及力学模型的建立 11 模机构的工作原理 12 构运动特性要求 13 构自锁及正常运动条件 13 大启程角 14 肘杆转角 o 15 构变形力和合模力 16 界角 a。 19 o 19 模油缸直径 20 化模型的建立 20 标函数 (指标参数 )的表达 20 束条件的建立 21 化数模的建立 22 化数模的求解 23 3 三维建模和 模过程 23 件介绍 23 23 25 三维实体建模 28 要零件图 28 要零件的校核（轴） 30 点斜排机构的润滑 30 本科毕业设计说明书 第 4 页 共 39 页 模过程 31 动 31 设置工作环境 31 建旋转副、移动副、移动驱动、固定约 束 32 真结果 33 结论 36 致谢 37 参考 文献 38 图 1 注塑机开锁模装置总装图 39 图 2 五点斜排机构部装图 40 本科毕业设计说明书 第 5 页 共 39 页 引言 五点斜排双曲肘合模机构（简称五点斜排机构）是注塑机上主要装置， 是注塑机机械运动的核心部分。 合模机构是保证成型模具可靠夹紧和实现模具启闭及顶出制品的机构。随着橡胶塑料工业的发展，为提高设备的加工能力，工作效率及产品的质量，合模机构在向大合模力、高速、安全、低能耗、结构简单和质量小等方向发展。 作为机械式合模机构，五 点 斜排双曲肘式合模机构是目前国内外 4000下的中小型 注塑 机广泛采用的结构形式，其特点是承载能力高，结构紧凑，运动特性良好，力的放大比大，有一定的行程比，刚性足，从而可靠地保证在 注塑 过程中 不易产生涨模现象，保证产品质量和工作效率。 在双曲肘合模机构的设计中，包括肘杆增力机构的设计，系统刚度的设计，临界角的设计以及合模油缸推力的设计。由于设计变量繁多，设计复杂，以往对曲肘式合模机构的设计多沿用经验、类比、试算、近似公式以及做图法来进行设计，不但工作量大，而且设计参数不可能是最佳组合，也不可能满足多目标的性能要求，使得曲肘式合模机构的优越性得不到充分的发挥。 合模机构一直是 注塑 机设计人员努力加以改进的部件，对合模机构进行优化设计更是专业人事多年来一直都在努力要达到的目标。随着计算技术的 发展和计算机的应用，我国对曲肘式合模机构的优化设计从 20世纪 80年代末开始，在 90年代才得到不断的开发和应用，目前仍处于不断完善和推少 应用当中。一方面是推导更为合理的教学模型，另一方面是寻求更为有效的优化方法。 在以往 机构的优化设计中存在着以下不足 :合模机构的力学模型不够完整 ;合模机构力的放大倍数表达式不够准确 ;用简支梁作为模板的力学模型，设计结果误差较大。 合模机构优化设计的意义在于 :系统准确地建立五 点 斜排双曲肘合模机构的运动及力学模型 ;运用计算机软件 对合模机构进行优化设计，替代以往的经验、类比、试算、近似公式以及做图等设计方法 ;力求合模机构的结构尺寸更合理，从而提高合模机构的运动及力学性能 ,为以后注塑机的性能改进提供可靠的依据。 本科毕业设计说明书 第 6 页 共 39 页 图 1 五点斜排 合模装置示意图 合 开 模装置是保证模具可靠闭紧和实现模具启闭动作及顶出制品的部件。一个好的合模装置必须具备三方面特性： (1)足够的合紧模具的力和系统刚性，保证模具在熔料的压力下，不产生开缝溢料现象： (2)足够的安装模具的空间及开启模具的行程： (3)快速的移模速度及较慢的合紧模具速度，移模时要具备慢一快一慢的运动特性。 五点斜排机构 油压肘杆式具有速度快、变速平稳、节省电力、超载性能好等优点，但同时也有不能成型深 点 制品、调模较复杂、合模力重复精度不高、对模具平行度要求较高等局限。 广泛应用于注塑机的合模机构 杆合模机构的系统刚度设计方法，从肘杆机构各部件、各零件受力变形相互之间的联系上，揭示了其内部相互之间存在的规律，把设计理论与设计实际密切联系起来，把设计理论上的定性变为设计实际中的定量，据此设计的中、大型注塑机双曲肘斜排合模机构，移模行程与拉杆内间距之比达到 (1 1，设计的合 模力与实测合模力误差不到 2，设计的移模行程与实测移模行程误差不到 l 。 我国注塑机行业，将此种机构应用于新开发的注塑机上，主要进行测绘仿制及类比设计，缺少理论性及实践性研究应用，特别是理论与与实践相互联系的设计研究。因而，双曲肘 五点 斜排 合模机构的设计水平提高慢，具体反映在注塑机上是移模速度不均匀，冲击大，力的放大比 和行程比的匹配不合理，体积大，近年来，计算机优化设计也有所研究 . 由于我国的注塑机产品上的 双曲肘 五点斜排机构的研究层次较低 ,停留在吸收借鉴别人的成果的基础上 ,而通过使用现代计算机辅助设计软件 行仿真分析研究 ,对以后开发新的产品具有重要的指导作用 又通过实践来反馈到理论上去 ,可以相互促进和提高 ,缩短新产品上市时间 ,节省生产成本 ,具有重要的作用 . 本科毕业设计说明书 第 7 页 共 39 页 1. 合模机构设计的意义 塑 机的工作原理及其基本组成 注塑 成型是塑料的主要成型方法，其生产效率高，能成型外形复杂，尺寸精确或带嵌件的 注塑 制品，对各种塑料的加工适应性强。因此广泛地应用于国防工业，航空，交通，电气，机械，建筑，农业，文教，卫生，日用品等各个领域 . 注塑 成型是一种以高压高速将塑料熔体注入闭 合的模具型腔内，经冷却定型后，得到和模具 型腔一致的塑料制品的一种成型方法。为完成注塑成型，注塑机必须具 塑化， 注塑 和成型三个基本功能。 为实现基本功能， 注塑 机由以下几个部分构成 : (1)注塑 系统 其作用是塑化，计量， 注塑 ，保压。 _ (2)合模系统 其作用是固定模具，锁紧模具，开闭模具，顶出制品。 (3)加热冷却系统 对机筒及喷嘴加热，对模具及液压油冷却。 (4)液压系统 为 注塑 机提供动力来源。 (5)润滑系统 为动模板，调模装置，连杆铰链等运动部位提供润滑条件。 (6)电控系统 对工艺程序进行精确而稳定的控制。 (7)安全保护系统 用来保护人机安全。 (8)监测系统 对油温，料温，系统超载，以及工艺和设备故障进行监测，发现异常情况进行指示或报警。 图 2 注塑机整机实物图 本科毕业设计说明书 第 8 页 共 39 页 塑技术的发展 趋势 注塑技术的发展与聚合物材料的发展息息相关。 在高速化方面，以尽量缩短成型周期为目标。主要 体现为以下几个方面 :提高启闭模速度 ;提高 注塑 速度 ;提高冷却效率 ;提高塑化能力。适合于高速化 注塑 机结构的设计与优化是采用合理的液压系统，优化合模装置的设计等。 在高效化方面，主要体现为高成品率而低能耗，成型过程热量的合理使用，作到热损失小，效率高。主要体现为以下几个方面 :实现低温塑化 ;动力源和冷却源的合理使用，如液压系统使用蓄能器等 ;使用先进的控制技术，提高控制精度，减少废品率。 在自动化方面，主要体现为以下几个方面 :加速应用微电脑技术和高精度元件，替代传统的继电器控制，以提高 注塑 机的控制水平和技术性能 ;从 注 塑 机本身实现自动化到实现注塑生产过程的自动化。 在专门化方面，就是研究制造供专门用途的注塑设备与方法。由于 注塑 用的塑料品种十分广泛，在 注塑 过程中所表现出来的物理性质，热性能，化学性质，流变性质有很大差异，再加上制品用途不同，因此对注塑设备及技术提出了一些特殊的要求，以便满足专门用途的需要。以塑代钢制造工程塑件是未来的发展趋势，今后对精密 注塑 机的需求量将会明显增力口。 从飞机制造业和汽车工业兴起的模块化设计将广泛地应用于 注塑 机行业。为实现多品种，中小批量混流生产，适应市场变化，缩短产品开发周期，提高产品质量， 在注塑 机制造行业引入柔性制造系统 (是势在必行，以此可提高我国 注塑 机的制造水平 . 模机构优化设计概况 在 注塑 机合模机构的三大类型中，五 点 斜排双曲肘式合模机构是应用最为广泛的一种结构型式。目前国内外 400吨以下的中小型 注塑 机均采用此种结构，甚至有的用在合模力为 2500吨力的大型 注塑 机上。此种结构的特点是承载能力高，结构紧凑，运动性能良好，力的放大比大，省能，有一定的行程比，刚性足，从而可靠地保证在 注塑过程中不易产生涨模现象，保证产品质量和工作效率。 在曲肘式合模机构的设计中， 设计变量繁多，设计计算复杂。以往对曲肘式合模机构的设计多沿用经验，类比，试算，近似公式以及作图法来设计，不但工作量大，而且设计参数不可能是最佳组合，也不能满足多目标的性能要求，使得曲肘式合模机 本科毕业设计说明书 第 9 页 共 39 页 构的优越性能得不到充分的发挥。 随着计算技术的发展和计算机的应用，国外从 20世纪 60年代出现机械优化设计，对 注塑 机曲肘式合模机构也采用了计算机辅助设计。我国从 70年代末开始采用计算机编程计算。而对曲肘式合模机构优化设计的研究则始于 80年代末，在 90年代才得到不断开发和应用，现在仍处于不断完善和推广应用当中。一方 面是推导更为合理的数学模型，另一方面是寻求更为有效的优化方法。现就五 点 斜排双曲肘式合模机构的优化设计作如下综述 . 标函数 曲肘式合模机构设计的已知条件是合模力和模板行程。由曲肘式合模机构的力学和运动学分析中可以看出 :大的增力倍数有利于节能 ;高的移模速度有利于提高循环次数而提高生产率 ;大的模板行程可提高对模具的适应性而扩大使用范围 ;小的结构尺寸有利于降低制造成本，减小占地空间。因此，为获得良好的工作特性，优化设计追求的目标有以下几点 : (1)以追求最大的力的放大倍数为目标函数。追 求力的放大倍数有利于提高合模力，降低能耗，提高产品质量。此目标函数实际上是以满足预定合模力条件下以追求所需最大油缸推力为最小。 (2)以追求最大行程比为目标函数。其设计思想是在动模板行程一定的条件下使合模油缸行程为最短。换言之，动模板的平均速度为最大。此目标函数有利于提高空循环次数，缩短成型周期，提高启闭模效率。 (3)以追求最大模板行程为目标函数。其设计思想是尽可能使合模机构能适应不同厚度的模具，提高 注塑 机的使用范围。此目标函数常为模板行程只要求在一定范围内时使用。 (4)以追求最小结 构尺寸为目标函数。其设计思想是追求机构总长度为最小或后模板铰支座中心距为最小。由此使机台结构最小，以达到减小占地空间，减轻机台重量，降低制造成本。 束条件 曲肘式合模机构的优化设计，实际上是一个多目标有约束的优化问题。其约束条件有工作性能约束条件和几何约束条件。 性能约束条件 ： (1)为保证机构正常启闭运动，不发生自锁现象的约束条件 ; 本科毕业设计说明书 第 10 页 共 39 页 (2)为增加机台循环次数，行程比必须满足设计要求的约束条件 ; (3)获得合理增力倍数，保证合模力的约束条件 ; (4)为保 证系统刚度，对合模机构临界角的约束条件 ; (5)为保证动模板在任何位置都能克服系统阻力，实现可靠闭模，而对油缸推力 要求的约束条件 ； (6)为结构紧凑，启闭模可靠，对初始角，斜排角，终锁角的必要的约束条件。 几何约束条件： (1)为避免对称曲肘相互干涉的约束条件 ; (2)为保证相同杆件铰支 点 便于制造，运动中不发生干涉的最小长度约束条件 ; 化方法 (1) 目标函数的选择和协调 合模机构优化设计的目地是追求机构具有良好的综合性能。然而，希望上述各个目标函数都 获得最优解实际上是不可能的。因为从机构的力学及运动学分析中可知，它们之间存在着矛盾或相互制约的关系。因此，如何进行目标函数的选择和目标函数间的协调，以构成一个统一的目标函数，是进行优化设计的首要问题。统一目标函数主要有四种方法 :加权组合法，目标规划法，乘除法和功效系数法。以往的优化设计中多采用功效系数法。 (2) 优化方法的选择 优化方法的选择主要是根据具体情况从三方面考虑而定的。一是方法的可靠性，这是评价优化方法好坏的重要原则 ;二是方法的有效性，与各种方法在同样条件下计算函数值的次数有关 ;三是计算前的准备 工作量及占用计算机存储单元的数量。曲肘式合模机构的优化设计问题属于有约束优化问题，根据对约束条件的处理方法不同，可分为两大类 :直接法和间接法。以往的优化设计多采用间接法中的惩罚函数法。 (3) 初始化参数设计 曲肘式合模机构的初始化参数设计包括合模机构各构件的强度刚度计算和基本结构设计。其目地是在保证机构满足最大合模力要求的强度和刚度前提下，首先确定模板尺寸及厚度，连杆断面尺寸，销轴直径，销轴衬套直径，以及铰支座处外缘直径，然后再进行优化设计程序。并能进行必要的修正。 为便于结构布置和不干涉，有关十字头和模板 的约束条件。 模机构优化设计的意义 本科毕业设计说明书 第 11 页 共 39 页 往优化设计的不足之处 (1) 合模机构的力学模型不够完整 以往优化设计中，绝大多数只对机构的行程比，力的放大倍数，最大模板行程或机构总长进行优化设计，得出的结果只是机构自身的尺寸参数，而并未考虑机构的强度及刚度问题。近期的优化设计，在初始化设计中，考虑了机构的强度及刚度问题，但也未考虑合模油缸推力这一关键问题。 (2) 合模机构力的放大倍数表达式不够准确 以往的优化设计中，力的放大倍数表示为后肘杆角度 变化量的关系式。但由于其基准 选择不当，导致力的放大倍数表达式不够准确。这将影响到最后的优化结果。 (3) 模板强度及刚度计算误差较大 合模机构设计中，系统刚度的确定即是重点也是难点，它包括了合模机构中所有受 力构件的力学计算问题，而其中模板的强度刚度计算最为关键。以往设计中，系统刚度力学模型是单曲肘结构型式的模型，并且将模板简化为简支梁进行力学计算，所得结果偏干保守 ，误差较大。 次合模机构优化设计的意义 (1) 系统准确地建立五 点 斜排双曲肘合模机构的力学及运动学模型，包括力的放大倍数，系统刚度，临界角，合模油缸推力，行 程比以及模板移动速度等。 (2) 应用仿真优化方法，在计算机上对合模机构进行设计，替代传统的经验，类比，试算，近似公式以及作图等设计方法。 (3) 力求合模机构的结构尺寸更加合理，从而提高合模机构的力学及运动学性能。 本文在系统准确地建立五 点 斜排双曲肘合模机构的运动及力学模型的基础上，突破了传统的设计方法，采用现有的设计软件，对 一款 注塑机合模机构进行全面的优化设计计算。 2 五点斜排双曲肘合模机构的运动学及力学模型的建立 五 点 斜排双曲肘合模机构是目前在 注塑 机中应用最为广泛的一种结构型式。由于斜排结构， 使其设计计算公式与直排式有很大差别。因此，符合这种合模机构运动特性和力学特性的计算公式的正确表达就显得相当重要。这关系到合模机构的合理设计和优化设计中数学模型的建立。五 点 斜排双曲肘合模机构见图 3. 本科毕业设计说明书 第 12 页 共 39 页 图 3 双曲肘合模机构结构图 1一油缸 ;2一调模板 ;3一调模板铰耳 ;4一后肘杆 ;5一十字头 ; 6一连杆 ;7一前肘杆 ;8一 动模板铰耳 ;9一动模板 ;10一拉杆 ; 五点斜排双曲肘合模机构的 工作原理 图 4 五 点 斜排 合模机构工作原理图 图 4是此机构在两极限位置（开模最大位置 点 1）的示意图，其工作原理为合模油缸通过机构四驱动肘杆机构摆动 , 使动模板沿导柱轴向移动 , 实现开闭模及锁模工艺要求。 当锁模开始时，活塞推动机构从合模最大位置 向 开模最大位置运动， 但当机铰处于 论上通过死点自锁 无论使多大的力都不能向右运动 ， 所以在设计当中应该避免死点自锁，否则将产生很大的冲击振动或根本锁不住模 。当活塞运动到接近 机铰 1时，动模板就依靠 机构的自锁不会继续前进，这是该机构所必需具备的自锁条件 。 因此合理设计活塞的两极限位置 直接反映注塑机的工 作性能（如冲击振动、锁模力的大小、自锁性能等） 。 当机构运动到终点前某一位置时 ( 称为临界角 ) , 模具刚好碰上。机构继续运动 , 迫使 合 模装置机件发生弹性变形 , 从而在模具间产生很大的力 (称为锁模力 ) , 以保证注塑时模具不 本科毕业设计说明书 第 13 页 共 39 页 被胀模力顶开。运动终止时 , 杆 L 1、 L 2 在一直线上 , 处于自锁状态。这时 , 即使油缸卸荷 , 锁模力也不会消失。 机构自由度 F 如图 3所示，双曲肘合模机构上下对称布置，这样可提高机构的系统刚度，改善受力状况。合模机构中对运动不起作用的对称 部分属于虚约束，应先去掉再算自由度。机构中无局 部自由度，无高副。根据机械原理教材可知， n=5, , 得到： F=315 构 运动特性要求 对该机构提出的设计要求为 : 在满足规定开模行程 希望有大的行程比和力放大比 ; 动模板运动符合“慢 快 慢”变化规律 ; 机构紧凑。但行程比与力放大比是矛盾的 , 为此用功效系数统一 , 要求有高的功效系数。 图 3为该机构的原理图，其中 H、 构 的对称中心为基准的高度方向尺寸， 模 油缸的行程， 是当 2杆共线 时关于水平面的夹角 ， 为行程终止杆 针对上述陈述， 建立机构的特性分析数学模型如下： 1 s i n ( ) ( 0 )a r c s i n 2L H （ 2 3 s i n ( ) 4 s i n ( 2 )h H L L （ 2 3 s i n ( )a r c s i n 4H h L L （ 2 1 3 c o s ( ) 4 c o s ( 2 ) 3 c o s ( ) 4 c o s ( )S L L L L （ 2 2 1 c o s ( ) 2 c o L （ 2 21（ 2 3 s i n ( ) c o s1 s i n ( ) c o （ 2 1/ = 1 s i n ( ) c o s5 s i n ( ) c o （虚功原理） （ 2 E=5+) (2其中 速度变化系数 。 本科毕业设计说明书 第 14 页 共 39 页 构自锁及正常运行条件 大启程角 本科毕业设计说明书 第 15 页 共 39 页 图 5 双曲肘合模机构自锁条件 肘杆转角 o. 本科毕业设计说明书 第 16 页 共 39 页 综合上述分析，机构的自锁条件是： + + =160 ,机构的正常运行条件是： + + 160 . 本科毕业设计说明书 第 17 页 共 39 页 本科毕业设计说明书 第 18 页 共 39 页 本科毕业设计说明书 第 19 页 共 39 页 本科毕业设计说明书 第 20 页 共 39 页 化数模的建立 对注塑机来讲 , 动模板行程 柱间距 2样图 4中涉及 L 1,L 2,L 4,L 3， , 及 七个设计变量。为了便于揭示设计变量与指标参数间的关系 , 本文将 、 处理为给定变量 , 用等式约束条件消除 , 这样本优化设计具有三个独立变量 X = 4, = T 。 标函数 (指标参数 ) 的表达 有关该机构的评价指标已见诸于许多文献中 1 8 ,本文在研究时 , 以功效系数 Y 最大为追求目标 , 同时要求行程比 W 和力放大比 M 不低于某数值 , 兼顾动模板速度增 本科毕业设计说明书 第 21 页 共 39 页 益比 机构 紧凑等指标。 (1) 功效系数 Y 用行程比 W 和力放大比 M 乘积表示 Y = W M (1) (2) 行程比 W 用动模板可能达到的行程 油缸 机构四 所需行程 下式计算 W= ( x 1 + L 2 ) c o s ( ) - x 1 c o s ( + ) - L 2 x 3 * c o s ( + ) - x 2 * c o s ( + + ) - x 3 * c o s ( + + ) + x 2 * cc o s ( )o s (2) 式中 为行程终止杆 在水平下取正 值。 其值为 1s i n 1 s L 2i n 1 2 x x L （ ） （ ） (3) (3) 当 = 0时， = 0； + =90度时， = 有 助于缩矩 L 2,但 动模板对导柱垂直分力大。文献 8推荐 5。由此求得 L 2 = x i (1 - ( (4) (4) 式 (2) 中 , 0为机构最大摆角。令动模板行程 此可导出 0(见图 3) : 0 = (5) 为 L 4 杆位置角。按式 (6) 计算 : 1s i n ( 3 s i n / 2 H h x x ） （ ） (6) 当 =0 时 , 令 =2。本文取 2=90 当 = 0时， 令 =0。 式中 H , h 按下式计算 : H = L2)h = + ) - (5) 力放大比 M 力放大比为动模板轴向推力与合模油缸推力之比。按下式求解 6: 3 c o s s i （ ） / x 1 c o s s i n （ ） (8) 显然 ,M 随 而变化。 (4) 辅助评价指标 速度增益比 度增益比用 1/M 7表达 , 用以检验动模板速度变化规律。 机构紧凑 用机构轴向尺寸来衡量该指标 , 这不仅有助于缩短整机轴向尺寸 , 且在保证所需 本科毕业设计说明书 第 22 页 共 39 页 锁模力下有利于减小杆件截面尺寸。机构轴向尺寸按式 (9) 计算 : 1 2 c o s 3 c o x 2 c o x L x （ ） （ ） + 至此 , 在规定 、 值后 , 全部指标参数均可计算求得。 束条件的建立 (1) 1)约束条件 x 1应大于 S 2（动模板行程） 之半且上下对称肘杆在摆动时不干涉 ,由此得 到 ： (1 )G （ x 1 - ( S 2 / 2 ) ) 0G(2)=()- 0(2) 4) 约束条件 x 2 最短应满足结构尺寸要求。最长给予一定限制 , ( 3 ) ( 1 ( 1( 4 ) ( 0 . 7 5 2 ) 0G x x (3) 3) 约束条 件 G ( 5 ) = ( x 3 - ( A + B ) / 2 - ) 0G ( 6 ) = ( H - x 3 - B / 2 - ) 0 (4) G ( 7 ) = ( L 3 - ( B + C ) / 2 - ) 0 (5) 十字头 h 的约束条件 G ( 8 ) = ( h - ( O + E ) / 2 - ) 0 上述各式中 i为 为余量。 (6) 约束条件 为了有助于机构紧凑 , 本文 对 提出 : G(9) =( 0 (7) 防止自锁的约束条件 为防止机构合模初始位置出现自锁 , 对角度参数提出如下约束 8 (当 0负时 ) G ( 1 0 ) = ( 1 5 0 0 ) 0G ( 1 1 ) = ( 4 5 + 0 ) 0 化数模的建立 上述各式归纳为本机构优化数模为 ： 本科毕业设计说明书 第 23 页 共 39 页 给定 求 X =x 1, x 2, x 3 T。 使 F(X)= WM G(i) 0 (i=1,2,3,11) 化数 学 模 型 的求解 以最小功效系数为目标 ，结合上述分析的约束条件， 属于典型的线性规划问题，运用数学 线 性 规 划 软件 解 ， 以 =3 , =20 , =102 ，H=3100=后可以得到： h=130 1=220 2=313 4=106 3=200 1=3552=362=41 . (以上结果考虑到设计和制造时的需要，均已经圆整 )。 3. 三维建模和 件介绍 机械系统动力学自动分析软件 是美国 司 (开发的虚拟样机分析软件。目前， 经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料， 件销售总额近 8千万美元、占据了 51%的份额。 束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度 、加速度和反作用力曲线。 动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。 户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。 展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱 5类模块组成，如表 3示。用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统 进行仿真，而且可以采用专用模块针对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模与仿真分析。 本科毕业设计说明书 第 24 页 共 39 页 表 3基本模块 用户界面模块 解器模块 处理模块 展模块 液压系统模块 动分析模块 性化分析模块 速动画模块 验设计与分析模块 久性分析模块 字化装配回放模块 口模块 柔性分析模块 制模块 形接口模块 业接口模块 接口模块 业领域模块 轿车模块 架设计软件包 念化悬架模块 驶员模块 力传动系统模块 胎模块 性环轮胎模块 性体生成器模块 验动力学模型 动机设计模块 气机构模块 时链模块 路车辆模块 本科毕业设计说明书 第 25 页 共 39 页 件基本模块 （ 1） 用户界面模块（ 用以用户为中心的交互式图形环境，将图标操作、菜单操作、鼠标点取操作与交互式图形建模、仿真计算、动画显示、优化设计、 线图处理、结果分析和数据打印等功能集成在一起。 用简单的分层方式完成建模工作。采用 核进行实体建模，并提供了丰富的零件几何图形库、约束库和力 /力矩库，并且支持布尔运算、支持7和 0 中的函数。除此之外，还提供了丰富的位移函数、速度函数、加速度函数 、接触函数、样条函数、力 /力矩函数、合力 /力矩函数、数据元函数、若干用户子程序函数以及常量和变量等。 块界面如图 3示。 图 3曲线图窗口，能够在同一窗口内可以同步显示
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