基于非圆齿轮传动的精密压力机驱动机构设计

曲线 的设计 方法 。与传 统 的压 力机 的驱动 机构 相 比 ，该机 构具 有 设计 简单 、结构 紧凑 、冲压 精度 高等
优 点 ，在 精 密冲压 机床 中有 着很好 的应 用前 景 。
关 键 词 ：压 力 机 ；非 圆 齿 轮 ；节 曲 线 ；驱 动 机 构
中 图 分 类 号 ：ＴＨ１６；ＴＧ６５
摘 要 ：针 对 传 统 Leabharlann Baidu 力 机 在 精 密 冲 压 时 ，难 以 使 冲 头 严 格 按 照 工 艺要 求 的 理 想 曲 线 运 动 ，导 致 冲 压 零 件
的 质 量 降低 ，精 度 达 不 到 要 求 的 缺 点 。提 出一 种 基 于 非 圆 齿 轮 的 新 颖 驱 动 机 构 方 案 ，通 过 合 理 设 计
非 圆齿 轮 的 节 曲 线 使 冲 头 严 格 按 照 理 想 速 度 规 律 运 动 。 给 出 了 冲 头 理 想 速 度 运 动 曲 线 的 拟 合 过 程 ，
并提 出了确 定非 圆齿轮 传 动 比的计 算 方 法 ，分 析 了相 关 的约 束 边界 条 件 ，最后 给 出 了非 圆齿 轮 的 节
文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｄ ｒｉｖｅ Ｍ ｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｐｒｅｓｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｎｏｎ－ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｇ ｅａｒｓ
ＹＵ Ｄａ－ｊｉａｎ，ＷＵ Ｙｉ—ｊｉｅ，ＷＡＮＧ Ｂｉｎ，ＬＩＵ Ｘｉａｏ－ｌｉａｎｇ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｆｌｕｉｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎ— ｔｒｏｌ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００２７，Ｃｈｉｎａ）
２０１０年第１２期
·设 计 与 研 究 ·
文 章 编 号 ：１００１—２２６５（２０１０）１２—００１３—０５
基 于 非 圆 齿轮 传 动 的精 密压 力机 驱 动 机 构 设 计 术
于 大 坚 ，邬 义 杰 ，王 彬 ，刘 孝 亮
（浙 江 大 学 现 代 制 造 工 程 研 究所 ，流 体 传 动 与 控 制 国 家 重 点 实 验 室 ，杭 州 ３１００２７）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｓ ｉｓ ｋｎｏｗｎ ｔｏ ａｌｌ，ｉｎ ｐｒｅｃｉｓｅ ｓｔａｍ ｐｉｎｇ，ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｐｒｅｓｓ ｃａｎ ｎｏｔ ｍ ａｋｅ ｐｕｎｃｈｅｓ’ ｍｏｖｅｍ ｅｎｔ ｍ ａｔｃｈ ｔｈｅ ｉｄｅａｌ ｃｕｒｖｅ ｗ ｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｎｆｏｒｍ ｉｔｙ ｗ ｉｔｈ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｒｅｑｕｉｒｅｍ ｅｎｔ．Ｔｈｅｎ ｉｔ ｍａｋｅｓ ｓｔａｍｐｉｎｇ ｐａｒｔｓ ｉｍ ｐａｉｒ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｃａｎ ｎｏｔ ｍ ｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｐｒｅｓｓ ｄｅ。 ｆｅｃｔ，ｔｈｉｓ ｐ ａｐ ｅｒ ｓｈｏｗ ｓ ａ ｎｏｖｅｌ ｄｒｉｖｅ ｍ ｅｃｈａｎ ｉｓｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｎｏｎ－ｃｉｒｃｕｌａｒ ｇｅａｒ ｓ，ｗ ｈｉｃｈ ｃａｎ ｍ ａｋｅ ｐ ｕｎｃｈ ｍ ｏｖｅ ａｃｃｏｒｄｉｎ ｇ ｔｏ ｔｈｅ ｉｄｅａｌ ｃｕｒｖｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｒａｔｉｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｎｏｎ－ｃｉｒｃｕｌａｒ ｇｅ ａｒ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ｉ ｎ ｇ ｐｕｎｃｈ ｉｄｅａｌ ｍ ｏｖｉｎｇ ｃｕｒｖｅ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍ ｅｎｔ ｏｆ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎ ｄ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍ ａｋｉｎｇ ｓｕｒｅ ｔｈｅ ｎｏｎ－ｃｉｒｃｕｌａｒ ｇ ｅ ａｒｓ ｔｒａｎ ｓｍ ｉｓｓｉｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍ ｏｖｅｍ ｅｎｔ．Ｉｔ ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｌｉｍｉｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｓｈｏｗ ｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｎｏｎ－ｃｉｒｃｕｌａｒ ｇｅａｒｓ
０ 引 言
锻 压机 床作 为工业 基 础 装 备 的重 要 组 成部 分 之 一 ， 在 航 空 航 天 、汽 车 制 造 、交 通 运 输 、冶 金 化 工 等 重 要 部 门得 到 广泛 应 用 ”。 。近 年来 ，以汽 车 为龙 头 的 制造业 的 飞 速 发 展 ，大 大 推 动 了 冲 压 技 术 的进 步 。 目前 欧 、美 、日等 国 的 企 业 如 Ｋｏｍａｔｓｕ、ＡＩＤＡ、ＮＳＫ、会 田、小松 等在 锻 压 机 床 研 发 和设 计 上 处 于 国 际 领 先 水平 。我 国锻 压机 床研 制 水 平 与 国际 领先 水 平 仍 存 在差距 。
机械 压力 机 的核 心 问题 是 驱 动 机 构 的 设 计 ，目 前 曲柄滑 块 机 构 是 常用 的 机 构 型 式 。实 际 生 产 中 ， 冲压 机 的冲头 滑 块 如 能 以 匀 速 冲 压 工 件 ，有 益 于提 高冲压 件 的质量 。但是 ，简单 的对 心 曲柄滑 块机 构 ， 当 曲柄 匀速 回转 时 ，其 滑 块 是不 具 有 急 回特性 和匀 速 运 动 段 。 即 便 采 用 六 杆 以 上 的 连 杆 机 构 ，一 般 也 只能实 现近 似 的匀 速运 动 。本 文 提 出一 种新 型 的 曲 柄 压力 机结 构 ，采 用 非 圆 齿 轮 与 曲柄 机 构 结 合 的方 法 可 以有效地 实 现滑块 的运 动速 度控 制要求 。
ｐ ｉｔｃｈ ｃｕｒｖｅ．Ｃｏｍｐ ａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｍａｃｈｉｎｅ，ｔｈｉｓ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｓｉｍｐ ｌｅ，ａｎｄ ｈａｓ ｃｏｍｐ ａｃｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｈＪ ｇｈ
ａｃｃｕｒａｃｙ．Ｔｈｅ ｎｅｗ ｄｅｓｉｇ ｎ ｈａｓ ｇｏｏｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｓｔａｍｐｉｎｇ ｍ ａｃｈｉｎｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｓｓ ｍ ａｃｈｉｎｅ；ｎｏｎ－ｃｉｒｃｕｌａｒ ｇｅａｒ；ｐｉｔｃｈ ｃｕｒｖｅ；ｄｒｉｖｅ ｍ ｅｃｈａｎ ｉｓｍ