随着中国制造2025提出,制造业领域对创新型人才需求更加迫切,而目前传统高等教育无法适应当前制造业的迅猛发展趋势,大学教育改革已成为必然趋势。以机电一体化产品冲压机械为工程设计载体及实验应用背景,开发系列冲压机械实验台,为学生进行设计性、综合性、研究性实验提供机械系统综合测试平台,培养学生解决复杂工程问题的能力。本文以系列冲压机械实验台中双点式曲柄滑块压力机为设计研究对象,对其进行运动方案设计、尺度设计、结构设计;基于多体动力学进行平衡机构设计、飞轮优化设计并对关键零件进行结构性能分析,具体内容如下:基于曲柄压力机实验台设计要求,对压力机动力端进行运动方案设计,分析不同设计方案特点,建立压力机动力端运动学分析数学模型,采用解析法求解各构件运动学特性,基于运动学特性对关键零件曲轴、连杆进行尺度设计,对曲轴、连杆、滑块、箱体等关键件进行结构设计。建立曲柄压力机动态静力学分析模型,采用理论解析方法对其进行求解。由于曲柄滑块机构运动产生惯性力、惯性力矩,采用部分平衡方法对曲柄压力机进行机构平衡设计。构建精确电机驱动模块,解决双点曲柄滑块冲压机械冗余约束问题,建立设计机器虚拟仿真样机,利用Adams多体动力学虚拟仿真技术求解系统动力学运动性能,提出一种飞轮设计方法流程,以系统真实速度波动系数、飞轮体积、电机耗能为方案评价指标,优化飞轮可行设计方案。解决传统飞轮近似求解设计问题。考虑曲柄压力机构件自身弹性变形,利用ANSYS有限元分析软件对关键件曲轴、连杆进行模态分析,生成模态中性文件MNF,在ADAMS中建立刚柔耦合动力学模型仿真分析,根据动力学分析结果,基于改进的Brown-Miller疲劳分析理论结合ANSYS对关键件曲轴及连杆进行结构性能分析及寿命预测。