對稱肘杆壓力傳動機構的製作方法
2023-09-19 20:24:45
專利名稱：對稱肘杆壓力傳動機構的製作方法
技術領域：
本發明屬於連杆傳動機構，具體涉及一種壓力傳動機構。
背景技術：
對稱六連杆式壓力機(網野(武漢)高科技有限公司的產品)是新近流行的塑性
加工的設備。它相對於其它的傳統壓力機構，例如曲柄連杆傳動式壓力機(參見《<曲柄壓
力機》，何德譽，機械工業出版社，1987年)、肘杆傳動式壓力機(參見"機械壓力機肘杆傳動 機構的優化設計"，張元通，朱燈林，《機械與電子》，2008 (1) ， 10 12頁)、液壓傳動式壓力 機(參見《液壓機的設計與應用》，俞新陸，機械工業出版社)和螺旋傳動式壓力機(參見武 漢新威奇科技有限公司的J58K系列數控電動螺旋壓力機)有一定的優勢。體現在1、滑塊 的側向力在無偏載的情況下是等於零的，這樣既保證了導軌的使用壽命，也提高了成型精 度。2、對稱六連杆機構的增力功能更為明顯，降低了電機的驅動力矩。但對稱六連杆壓力 機傳動機構存在如下問題1、機架高度尺寸大，佔據高度空間，需要高大的產房，因而增加 了廠房的建築成本；2、在空行程是速度慢，致使工作效率低；3、有效增力行程短，致使該機 構工作範圍短。 本發明提供一種對稱肘杆壓力傳動機構，增力倍數、有效增力行程明顯優於對稱 六連杆機構；並且在當具有相同的滑塊行程時，本發明的機構總高度比對稱六連杆機構低 11 %左右，更能適應小廠房，降低建築成本；同時在無偏載的情況下，也無滑塊側向力；空 行程速度高於對稱六連杆機構。
發明內容
為實現本發明的目的，採用的具體技術方案為 —種對稱肘杆壓力傳動機構，包括滑塊、驅動源、位於機構中央的驅動杆以及對稱 布置於上述驅動杆軸線兩側的兩個肘杆機構，所述肘杆機構包括上肘板、下肘杆和中間連 杆，上肘板通過肘杆鉸鏈、連接鉸鏈和上橫梁鉸鏈分別與下肘杆一端、中間連杆一端和機架 相連，下肘杆另一端通過滑塊鉸鏈與滑塊連接，中間連杆另一端通過驅動鉸鏈和驅動滑塊 連接， 其特徵在於，在機構的整個工作過程中，以兩個所述連接鉸鏈軸心為端點的線段 始終保持與通過所述上橫梁鉸鏈軸心和其同側的肘杆鉸鏈軸心的直線相交。
本發明所述肘杆機構中，上肘板、下肘杆及中間連杆均至少為一個。
本發明在所述上橫梁鉸鏈和肘杆鉸鏈之間連接輔助杆。 本發明所述的驅動源為電機，所述驅動杆由螺杆和螺母組成，螺母和螺杆構成滾 珠絲杆結構，電機與螺杆連接，螺母固定在驅動塊上，通過螺杆的轉動帶動螺母上下運動從 而推動驅動塊。 本發明所述的驅動源為電機，所述驅動杆由螺杆和螺母組成，螺母和螺杆構成滾 珠絲杆結構，電機與螺母連接，螺杆固定在驅動塊上，通過螺母轉動帶動螺杆上下運動，從
本發明的電機與螺杆或螺母之間通過蝸輪蝸杆和/或齒輪組連接。 本發明所述的驅動源為液壓缸，驅動杆為液壓缸的活塞杆，活塞杆的端頭固定在
驅動塊上。 本發明所述的上肘板為三角板、圓形板或支架。 —種壓力機，包括機架、導軌、工作檯和上述技術方案之一所述的對稱肘杆壓力傳動機構。 —種注塑機，包括機架、導軌、工作檯和上述技術方案之一所述的對稱肘杆壓力傳動機構。 本發明傳動特徵在於主驅動杆驅動驅動塊沿著主驅動杆軸線來回運動，使中間連杆的連接鉸鏈帶動上肘板杆作左右擺動，同時使上肘板的肘杆鉸鏈帶動下肘杆協同作用推動滑塊鉸鏈使滑塊沿著垂直軌道作上下運動。 本發明利用驅動塊與對稱的中間連杆的一端鉸接，中間連杆的另一端與對稱布置的上肘板鉸接，上肘板通過肘杆鉸鏈同對稱的下肘杆鉸接，共同構成增力機構，用一個驅動杆沿垂直方向驅動驅動塊的，則可以使滑塊在垂線方向作直線上下往復運動，用該壓力傳動機構與其它輔助裝置共同構成壓力機，滑塊對導軌無側壓力，可大幅度減少摩擦力提高傳動效率。由於使用肘杆增力和三角板增力原理，使用本發明的壓力機與傳統曲柄連杆傳動式壓力機、肘杆傳動式壓力機相比，在相同的額定工作載荷下，可大幅減少輸入功率；額定載荷工作行程範圍更大；當使用電機作驅動源時，可控制滑塊作變速運動，並提高工作效率。用本發明構成的壓力機既有機械壓力機的快速、定位和重複定位精度高的特性，又有液壓機的額定載荷工作行程長的壓力特性。 本發明採用交流電機驅動時，能夠只在工作時輸出需要的能量，對於壓力機等間
歇工作的機器而言，在上、下料時間中不消耗能量，所以比一般通用驅動方式，基本節能
50%以上。可利用電機的控制特性，控制滑塊作變速運動，提高工作效率。 本發明既有液壓傳動機構的特性又有曲柄連杆傳動、肘杆傳動機構的特性，具有
增力作用；在滑塊運動的大部分行程範圍內能夠以額定載荷工作，滑塊在運動的全行程範
圍內對導軌的側向力等於零，滑塊可以變速運動，在下死點可以保壓；適用於金屬、非金屬
和特殊材料的成形。
圖1為本發明實施例一的結構示意 圖2為本發明實施例二的結構示意 圖3為本發明實施例三的結構示意 圖4為本發明傳動原理圖； 圖5為本發明與對稱六連杆機構的增力效果的比較具體實施例方式
以下結合附圖和實施例對本發明壓力傳動機構進一步說明。
實施例一
4
如圖1所示，第一上肘板3A上固定有第一上橫梁鉸鏈6A、第一肘杆鉸鏈7A和第一 連接鉸鏈8A，第一上肘板3A通過第一上橫梁鉸鏈6A與機架11連接；第一下肘杆4A —端通 過第一肘杆鉸鏈7A與第一上肘板3A連接，第一下肘杆4A另一端通過第一滑塊鉸鏈9A與 滑塊10連接；第一中間連杆2A的一端通過第一連接鉸鏈8A與第一上肘板3A連接，第一中 間連杆2A的另一端通過第一驅動鉸鏈5A與驅動塊1連接。 對稱地，第二上肘板3B上固定有第二上橫梁鉸鏈6B、第二肘杆鉸鏈7B和第二連接 鉸鏈8B，第二上肘板3B通過第二上橫梁鉸鏈6B與機架11連接；第二下肘杆4B —端通過 第二肘杆鉸鏈7B與第二上肘板3B連接，第二下肘杆4B另一端通過第二滑塊鉸鏈9B與滑 塊10連接；第二中間連杆2B的一端通過第二連接鉸鏈8B與第二上肘板3B連接，第二中間 連杆2B的另一端通過第二驅動鉸鏈5B與驅動塊1連接。 驅動塊1通過第一驅動鉸鏈5A與第一中間連杆2A連接，通過第二驅動鉸鏈5B與 第二中間連杆2B鉸接； 電機14安裝於支架11上，電機14通過連軸器12與螺杆13連接，螺杆13上的螺
母固定在驅動塊1，電機14能正反兩方向旋轉驅動，能控制輸出力矩和轉速。 螺杆13軸線與驅動塊1中心線重合，螺杆13下端固定在螺杆固定裝置16上； 滑塊10通過第一滑塊鉸鏈9A與所述第一下肘杆4A連接，通過第二滑塊鉸鏈9B
與所述第二下肘杆4B連接，滑塊10靠導軌15進行導向，防止由偏載帶來的不穩。 圖4是本發明傳動原理圖，驅動杆可沿著驅動杆軸線作上下運動，帶動驅動塊1沿
著驅動杆軸線的方向運動，同時使左側的第一中間連杆2A通過第一連接鉸鏈8A帶動第一
上肘板3A作左右擺動，從而第一上肘板3A和第一下肘杆4A協同運動，右側的機構的運動
同左側的完全一樣，是對稱的。左右兩側的機構協同工作，使滑塊1能平穩的上下運動，不
產生側向壓力。 在螺母的驅動下，驅動塊1同螺母一起沿著螺杆13的軸線方向上、下運動；此時第 一肘杆鉸鏈7A和第一連接鉸鏈8A在第一上肘板3A的約束下，分別沿兩條圓弧線作左、右 擺動，第二肘杆鉸鏈7B和第二連接鉸鏈8B在第二上肘板3B的約束下，分別沿兩條圓弧線 作左、右擺動，第一滑塊鉸鏈9A和第二滑塊鉸鏈9B則帶動滑塊10沿著垂線方向做上下運 動。 第一上肘板3A和第二上肘板3B在被第一連接鉸鏈8A和第二連接鉸鏈8B驅動作 左、右擺動的同時，能承受從滑塊10通過第一下肘杆4A和第二下肘杆4B傳遞上來的載荷， 並將載荷傳遞給機架ll。 在整個工作過程中，以第一連接鉸鏈8A軸心和第二連接鉸鏈8B軸心為端點的線 段，是與通過第一上橫梁鉸鏈6A軸心和第一肘杆鉸鏈7A軸心的直線相交的，同時也與通過 第二橫梁鉸鏈6B軸心和第二肘杆鉸鏈7B軸心的直線相交的。
實施例二 為了保證機構的受力的平衡和穩定工作，肘杆機構中上肘板、下肘杆及中間連杆 各自的數量可以在不幹涉的情況下根據實際需要任意確定。本實施例中，單個肘杆機構的 上肘板為2個，下肘杆為2個，中間連杆為1個。 如圖2所示，在機構增加第三上肘板3C，第三下肘杆4C，第四上肘板3D，第四下肘 杆4D，分別和第一上肘板3A，第一下肘杆4A，第二上肘板3B，第二下肘杆4B構成前後對應
5的一組。具體如下布置第一中間連杆2A通過第一連接鉸鏈8A同第一上肘板3A和第三上肘板3C鉸接，第三下肘杆4C通過第三肘杆鉸鏈(由於幹涉未能在圖中表示出)與第三上肘板3C鉸接，滑塊10通過第一滑塊鉸鏈9A同第一下肘杆4A和第三下肘杆4C鉸接。第二中間連杆2B通過第二連接鉸鏈8B同第二上肘板3B和第四上肘板3D鉸接，第四下肘杆4D通過第四肘杆鉸鏈(由於幹涉未能在圖中表示出)與第四上肘板3D鉸接，滑塊10通過第二滑塊鉸鏈9B同第二下肘杆4B和第四下肘杆4D鉸接。 本實施例其它組成部分和實施例一相同，在電機14、螺杆13的驅動下，使滑塊能
沿著垂線方向做上、下運動。 實施例三 如圖3所示，本實施例中，為了機構具有更好的力學性能，在實施例二的基礎上增加了第一輔助上肘板18A，第二輔助上肘板18B，第三輔助上肘板18C，第四輔助上肘板18D，具體布置如下在第一下肘杆4A和第二下肘杆4B的前側分別增加第一輔助上肘板18A和第二輔助上肘板18B，在第三下肘杆4C和第四下肘杆4D的後側分別增加第三輔助上肘板18C和第四輔助上肘板18D (未能在本圖表現出來)，第一輔助上肘板18A的一端通過第一上橫梁鉸鏈6A和機架11鉸接，另一端通過第一肘杆鉸鏈7A同第一下肘杆4A鉸接，第二輔助上肘板18B的一端通過第二上橫梁鉸鏈6B和機架11鉸接，另一端通過第二肘杆鉸鏈7B同第二下肘杆4B鉸接，第三輔助上肘板18C的一端通過第一上橫梁鉸鏈6A和機架11鉸接，另一端通過第三肘杆鉸鏈7C(圖中未表示)同第三下肘杆4C鉸接，第四輔助上肘板18D的一端通過第二上橫梁鉸鏈6B和機架11鉸接，另一端通過第四肘杆鉸鏈7D(圖中未表示)同第四下肘杆4D鉸接。 本實施例其它組成部分和實施例一相同，在電機14、螺杆13的驅動下，使滑塊能沿著垂線方向做上、下運動。 上述實施例中驅動源是電機，驅動杆由螺杆和螺母組成，螺母和螺杆構成滾珠絲杆結構，電機通過連軸器與螺杆連結，螺母固定在驅動塊上；另外，電機與螺杆之間也可以通過蝸輪蝸杆，齒輪組以及其他機構連接；此外，電機也可以帶動螺母轉動，帶動螺杆上下運動，以推動驅動塊。本發明還可以採用液壓系統作為驅動源，驅動杆為液壓缸的活塞杆，活塞杆的端頭固定在驅動塊上。 本發明可用於塑性加工的壓力機，將本發明安裝在專門設計的帶有工作檯17、導軌15的機身上構成壓力機，將與第一上橫梁鉸鏈6A和第二上橫梁鉸鏈6B鉸接的支座固定在機身ll上。導軌15的作用是約束滑塊10，使之在壓力加工中出現偏心載荷時，導軌能夠約束滑塊保持直線運動，從而確保加工精度。在滑塊的底部安裝上模具，在工作檯面安裝下模具，即可用於材料的衝壓、拉深、擠壓、壓印等塑性加工。 如圖5所示為當本發明比對稱六連杆機構的高度小11%，寬度相同的情況下，兩結構的在同等電機轉矩驅動下的載荷增力倍數——行程曲線。兩機構的總行程都是600毫米，本圖直截取了最下面的200毫米，橫坐標的最左端是滑塊的下死點。虛線是本發明的曲線，實線是對稱六連杆機構的曲線。從曲線圖可以明顯看出本發明在增力效果方面明顯強於對稱六連杆機構。(曲線沒有畫到最左端是為了提高圖的可讀性，實際上直到橫軸最左端，虛線都要高於實線，而且差距越來越大)
權利要求
一種對稱肘杆壓力傳動機構，包括滑塊、驅動源、位於機構中央的驅動杆以及對稱布置於上述驅動杆軸線兩側的兩個肘杆機構，所述肘杆機構包括上肘板、下肘杆和中間連杆，上肘板通過肘杆鉸鏈、連接鉸鏈和上橫梁鉸鏈分別與下肘杆一端、中間連杆一端和機架相連，下肘杆另一端通過滑塊鉸鏈與滑塊連接，中間連杆另一端通過驅動鉸鏈和驅動塊連接，其特徵在於，在機構的整個工作過程中，以兩個所述連接鉸鏈軸心為端點的線段始終保持與通過所述上橫梁鉸鏈軸心和與該上橫梁鉸鏈軸心處於軸線同側的肘杆鉸鏈軸心的直線相交。
2. 如權利要求1所述的對稱肘杆壓力傳動機構，其特徵在於，所述肘杆機構中，上肘板、下肘杆及中間連杆均至少為 一個。
3. 如權利要求1或2所述的對稱肘杆壓力傳動機構，其特徵在於，在所述上橫梁鉸鏈和肘杆鉸鏈之間連接輔助杆。
4. 如權利要求l-3之一所述的對稱肘杆壓力傳動機構，其特徵在於，所述驅動源為電機，所述驅動杆由螺杆和螺母組成，螺母和螺杆構成滾珠絲杆結構，電機與螺杆連接，螺母固定在驅動塊上，通過螺杆的轉動帶動螺母上下運動從而推動驅動塊。
5. 如權利要求l-3之一所述的對稱肘杆壓力傳動機構，其特徵在於，所述驅動源為電機，所述驅動杆由螺杆和螺母組成，螺母和螺杆構成滾珠絲杆結構，電機與螺母連接，螺杆固定在驅動塊上，通過螺母轉動帶動螺杆上下運動，從而推動驅動塊。
6. 如權利要求4或5所述的對稱肘杆壓力傳動機構，其特徵在於，電機與螺杆或螺母之間通過蝸輪蝸杆和/或齒輪組連接。
7. 如權利要求l-3之一所述的對稱肘杆壓力傳動機構，其特徵在於，所述驅動源為液壓缸，驅動杆為液壓缸的活塞杆，活塞杆的端頭固定在驅動塊上。
8. 如權利要求1-7之一所述的對稱肘杆壓力傳動機構，其特徵在於所述上肘板為三角板、圓形板或支架。
9. 一種壓力機，包括機架、導軌、工作檯和上述權利要求1-8之一所述的對稱肘杆壓力傳動機構。
10. —種注塑機，包括機架、導軌、工作檯和上述權利要求l-8之一所述的對稱肘杆壓力傳動機構。
全文摘要
一種對稱肘杆壓力傳動機構，屬於連杆傳動機構領域，該肘杆壓力傳動機構包括肘杆機構、驅動塊、滑塊以及機架，肘杆機構為兩個，對稱布置於位於機構中心的驅動杆軸線兩側。其中肘杆機構包括上肘板、下肘杆和中間連杆。上肘板通過肘杆鉸鏈、連接鉸鏈和上橫梁鉸鏈分別與下肘杆、中間連杆和機架連接，下肘杆另一端通過滑塊鉸鏈與滑塊連接，中間連杆另一端通過驅動鉸鏈和驅動滑塊連接；在整個工作過程中，以兩個所述連接鉸鏈軸心為端點的線段始終保持與通過所述上橫梁鉸鏈軸心和其同側的肘杆鉸鏈軸心的直線均相交。相比現有的對稱六連杆機構，本發明具有增力效果好，承重軸的受力相對不複雜，不容易折斷，機構總高度低等優點。
文檔編號B30B1/10GK101788042SQ20101011419
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月10日 優先權日2010年2月10日
發明者楊昊玥, 莫健華 申請人:華中科技大學