發(fā)布時間：2017-05-11 08:30

第二章 一種新型動平臺傳動系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 新型動平臺驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

把傳統(tǒng)模切機動平臺驅(qū)動機構(gòu)上的曲柄與連桿拿走，換以共軛凸輪替之，將雙肘桿機構(gòu)的上下肘桿連接滾子當(dāng)作滾子擺動從動件，推動動平臺完成上下往復(fù)運動，其中主凸輪實現(xiàn)肘桿從動件與動平臺的升程運動，從動凸輪與機構(gòu)實現(xiàn)形封閉用來保證肘桿上的滾子能夠與主凸輪時刻保證接觸，從而使得運動規(guī)律能夠得以保證。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2.1.1 所示。因為從動件的慣性力可增加凸輪軸上的附加轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動功率，從動件的慣性力與(av)m成正比。所以高速、重載應(yīng)該選擇(av)m較小的規(guī)律，vm、am往往不在同一時間出現(xiàn)，所以根據(jù)查閱機械設(shè)計手冊，推程采用改進正弦加速度運動規(guī)律。而回程選擇正弦加速度運動規(guī)律[20]。

2.2 新型動平臺傳動系統(tǒng)中主凸輪的設(shè)計

本文所選用的凸輪機構(gòu)是以滾子為從動件的滾子擺動凸輪機構(gòu)，該機構(gòu)采用的是盤形凸輪機構(gòu)，最主要的是采用了三個凸輪互相共軛的共軛凸輪機構(gòu)，，這種機構(gòu)所形成的幾何封閉可以防止從動件在設(shè)備高速轉(zhuǎn)動的情況下與凸輪機構(gòu)脫離接觸，而且在高速運轉(zhuǎn)時，可以充分減小機構(gòu)件部件的磨損。

第三章 新型動平臺傳動系統(tǒng)的運動特性分析與凸輪表面接觸應(yīng)力分析............23

3.1 運動學(xué)分析.......23
3.2 傳動系統(tǒng)凸輪機構(gòu)的接觸應(yīng)力分析................27
3.3 小結(jié)...........32
第四章 動平臺傳動系統(tǒng)三維建模及有限元分析......33
4.1 對動平臺系統(tǒng)三維建模..............33
4.2 凸輪機構(gòu)的有限元分析.........38
4.3 小結(jié)......42
第五章 實驗與仿真分析.........43
5.1 曲柄雙肘桿機構(gòu)模切機實驗......43
5.2 對新型傳動系統(tǒng)仿真分析........44

第五章 實驗與仿真分析

5.1 曲柄雙肘桿機構(gòu)模切機實驗

動平臺下底座安裝了支撐下肘桿的支座，在模切過程中反作用力的變化可能會對底座有一個較大的沖擊，因此在動平臺下底座安裝三相加速度傳感器。在動平臺與安裝在靜平臺下方的模切版接觸時，對靜平臺有一個沖擊，振動幅度較大，尤其是在紙張面的幾個方向的振動會對模切精度有較大的影響。傳動面墻板上安裝了動平臺導(dǎo)向塊，所以在模切過程中對墻板可能有較大的沖擊，振動會比較明顯。整個動平臺模切的過程動力來源于安裝蝸輪的曲軸，所以安裝在墻板上的曲軸軸承座可能會有較大的振動。

5.2 對新型傳動系統(tǒng)仿真分析

以上幾組分析數(shù)據(jù)分別是在solidworks與MATLAB兩種軟件中的仿真結(jié)果，一方面驗證了三維建模的準(zhǔn)確性，同時也互相驗證了數(shù)據(jù)的可靠性，當(dāng)模切速度達到 9000 張/小時時，用 solidworks 軟件對動平臺加速度的仿真效果不是太好，數(shù)據(jù)也不太準(zhǔn)確，所以這里只給出 MATLAB 的動平臺加速度仿真結(jié)果。如圖5.1.17 所示。前邊文獻綜述已經(jīng)講過，已經(jīng)有很多學(xué)者對曲柄雙肘桿結(jié)果進行過分析，尤其是對曲柄雙肘桿的運動特性以及仿真分析，文獻[26]對曲柄雙肘桿機構(gòu)動平臺傳動系統(tǒng)進行了分析，可以看出，動平臺的位移是 69 mm,文章中針對的模切機機型也是 M1050 平壓平模切機，設(shè)置的速度是 8000 張/小時，最高速度為 530 mm/s左右,反向速度最高為 620 mm/s 左右，動平臺加速度最大約為 9500 mm/s2,反向約為 6500 mm/s2-7000 mm/s2，而設(shè)計的新型凸輪機構(gòu)動平臺傳動系統(tǒng)的動平臺的位移為 50 mm，最高速度在 520 mm/s 左右,反向最大速度約 600 mm/s，加速度最大約 6000 mm/s2,反向約為 6000mm/s2-7000mm/s2，數(shù)據(jù)對比如表 5.1.4。
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第六章 結(jié)論與展望

本文通過分析當(dāng)前市場上曲柄雙肘桿機構(gòu)無法進一步提升速度的原因，結(jié)合前人研究的成果，大膽的設(shè)計出了一種新型的動平臺傳動系統(tǒng)，通過與傳統(tǒng)的曲柄雙肘桿機構(gòu)驅(qū)動動平臺的機型相比，在高速重載的工況下，該機構(gòu)具有更好的穩(wěn)定性，而且保壓時間得到了很大的提升，使得模切質(zhì)量更加優(yōu)越。本文主要的研究成果可以總結(jié)為以下幾點：（1）根據(jù)模切工藝，設(shè)計出了一種新型的模切機動平臺傳動系統(tǒng)，該機構(gòu)采用的是三片凸輪互為共軛的凸輪機構(gòu)，根據(jù)高速重載的工況選擇了改進正弦加速度運動規(guī)律，并且繪制出了主凸輪與從動凸輪的輪廓線，對壓力角與曲率半徑進行了驗證，證明了機構(gòu)的合理性；（2）對新設(shè)計的機構(gòu)進行了運動學(xué)分析，通過 MATLAB 編程軟件繪制了下肘桿、下滾子以及動平臺的位移、速度、加速度變化范圍曲線，提出了一種計算凸輪在轉(zhuǎn)動過程中表面接觸應(yīng)力的方法，并且求解出了凸輪的最大表面接觸應(yīng)力，對凸輪的強度進行了校核.

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參考文獻（略）

本文編號：356881