行程可调的多杆增力传动机构及其调整方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于锻压设备传动系统的行程可调的多杆增力传动机构及其调整方法，包括驱动电机，双曲柄机构，双偏心轮机构以及曲柄连杆机构，驱动电机经齿轮减速传动机构带动双曲柄机构，进而驱动与双曲柄机构固连的双偏心轮机构绕固定轴转动，通过与双偏心轮外侧偏心轮机构铰接的连杆带动工作滑块做上下往复运动，完成基本的锻压工艺操作，且双曲柄机构运动传递杆由两段连杆经螺纹连接机构连接共同组成，可在合理范围内对杆长进行调整，由双偏心轮机构代替传统曲柄机构，提高系统的承载能力的同时可以通过改变偏心轮相对位置实现对滑块行程的调整，该发明具有结构布局紧凑，滑块运动特性可调，承载能力强等特点。
【专利说明】行程可调的多杆増力传动机构及其调整方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种行程可调的多杆增力传动机构及其调整方法，属于机械制造技术 领域。 技术背景
[0002] 传统机械压力机多以曲柄连杆机构作为主传动机构，通过曲柄连杆机构将电机的 转动传递给滑块，从而实现运动形式的转换以及能量的传递。由于曲柄、连杆尺寸一经设计 完成，其滑块运动输出特性随之确定，这就降低了设备的工艺适应性，限制了工艺装备的加 工工艺类别。所以，曲柄压力机往往不适于进行深拉伸，压印等工艺操作。
[0003] 在锻压装备领域，改变滑块的运动输出特性，尤其是对滑块下死点位置附近的运 动特性进行优化调整，不仅能够有效地提高材料的成形性能，预防各种加工工艺缺陷的产 生，而且由于减少了合模时机床及模具的冲击力，能够显著降低噪音，提高模具及机床的使 用寿命。为实现对滑块运动输出特性的调整，设计上一般采用两种方式：一种为设计满足特 定工艺加工要求的多连杆机构作为锻压设备的主传动机构，一般为多连杆机构，如由济南 二机床集团公司设计研发的20000KN级LS4-2000A型闭式四点多连杆压力机即为采用多连 杆机构作为传动机构实现对滑块运动输出特性的调整，又如金丰机器工业股份有限公司公 布的一种液压马达减速齿轮箱压力机也是采用多连杆机构，实现了放大马达输出扭矩，节 省能源及增加经济效益的目的；另一种是用伺服电机取代传统电机，通过对输出端速度的 调整实现滑块运动输出特性的动态调节，现有典型产品如日本小松KOMATSU公司先后推出 的H1F、H2F、H2W和HCP系列复合型伺服压力机。前者只能实现对滑块运动输出特性的单次 调整，一次调整后，滑块运动输出特性也随之固定，对于设备加工柔性和工艺适应性的提高 有限；后者的设计一直为国外公司所垄断，国内伺服锻压设备的研发设计受到低速大扭矩 电机成本等问题的限制，一直不能得到有效的推广。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在提供一种结构紧凑的，能够实现滑块运动输出特性的动态调整的一种 锻压设备的主传动机构，以克服已有机构的不足。
[0005] 一种行程可调的多杆增力传动机构，其特征在于：包括第一基座，第二基座；
[0006] 还包括安装于第一基座和第二基座之间的双曲柄机构，该双曲柄机构依次由主 动连杆、运动传递杆、从动连杆组成，其中运动传递杆长度可通过长度调整装置调节；
[0007] 还包括双偏心轮机构，该双偏心轮机构由相对位置可调且调整后相对位置固定的 小偏心轮和大偏心轮组成；其中双偏心轮机构与双曲柄机构的杆固连；
[0008] 还包括由直线导轨约束的滑块，以及一端与大偏心轮铰接，另一端与滑块铰接的 连杆；还包括约束滑块直线运动的直线导轨。
[0009] 所述行程可调多杆增力传动机构的传动方法，其特征在于包括以下过程：
[0010] 从动连杆在电机带动下绕第二基座旋转，将运动通过与从动连杆铰接的运动传 递杆传递给主动连杆，使主动连杆绕第一基座旋转；主动连杆带动固连其上的双偏心轮机 构绕第一基座旋转；双偏心轮机构驱动与其铰接的连杆，连杆带动滑块沿直线导轨往复运 动；
[0011] 其中，滑块的行程S= 2L，其中L为连杆与大偏心轮的铰接点与第一基座之间的 距离；通过调整小偏心轮和大偏心轮的相对位置来调整L长度，从而实现对滑块行程的调 整；
[0012] 其中，滑块的速度v由
【权利要求】
1. 一种行程可调的多杆增力传动机构，其特征在于： 包括第一基座（1)，第二基座（2); 还包括安装于第一基座（1)和第二基座（2)之间的双曲柄机构，该双曲柄机构依次由 主动连杆（3)、运动传递杆（4)、从动连杆（5)组成，其中运动传递杆（4)长度可通过长度调 整装置调节； 还包括双偏心轮机构，该双偏心轮机构由相对位置可调且调整后相对位置固定的小偏 心轮⑴和大偏心轮⑵组成；其中双偏心轮机构与双曲柄机构的杆（3)固连； 还包括由直线导轨（10)约束的滑块（9)，以及一端与大偏心轮（7)铰接，另一端与滑块 (9)铰接的连杆（8); 还包括约束滑块直线运动的直线导轨（10)。
2. 根据权利要求1所述行程可调多杆增力传动机构的传动方法，其特征在于包括以下 过程： 从动连杆（5)在电机带动下绕第二基座（2)旋转，将运动通过与从动连杆（5)铰接的 运动传递杆（4)传递给主动连杆（3)，使主动连杆（3)绕第一基座（1)旋转；主动连杆（3) 带动固连其上的双偏心轮机构绕第一基座（1)旋转；双偏心轮机构驱动与其铰接的连杆 (8)，连杆（8)带动滑块（9)沿直线导轨（10)往复运动； 其中，滑块（9)的行程S= 2L，其中L为连杆（8)与大偏心轮（7)的铰接点与第一基 座⑴之间的距离；通过调整小偏心轮（6)和大偏心轮（7)的相对位置来调整L长度，从而 实现对滑块（9)行程的调整； 其中，滑块（9)的速度由
网个公式开冋厌足，共甲ω为丽一公式甲的?3的一次导数；式甲 A=Sl1I3SinΘ2，B=Sl3G1COSΘJl4),C=Ζ! -Zf- -G-ZZ1Z4Cos^1,其中Θ丄为 双曲柄机构主动曲柄与竖直方向的夹角；θ2为双曲柄机构运动传递杆与水平方向的夹角；θ3为双曲柄机构从动曲柄与机架间的夹角；Ii，12,13,14依次为双曲柄机构主动曲柄，运动 连接杆，从动曲柄以及机架的长度；R为曲柄连杆机构曲柄长度，λ为连杆系数；α为曲柄 连杆机构曲柄转角；ω为曲柄连杆机构曲柄角速度。
【文档编号】B21J9/18GK104439004SQ201410500332
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】唐敦兵, 杨俊 , 孙竞伟, 张泽群 申请人:南京航空航天大学