全自动双层袋灌装线取袋装置的结构设计和动力学分析

发布时间：2017-08-03 22:30

  本文关键词：全自动双层袋灌装线取袋装置的结构设计和动力学分析

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【摘要】：双自由度平行四边形五杆机构取袋装置是全自动双层袋灌装机的重要组成部分。依据仿生学设计理念,整个灌装线的动作流程主要模仿人工灌装:取袋、灌料、扭内袋、缝外袋、码垛等。由此可见,取袋动作是整个灌装过程的开始,取袋动作完成质量的高低将直接影响到整个灌装过程的各个环节,对全自动双层袋灌装机的整体工作效果起到了关键性作用。因此,想办法提高取袋质量,保证包装袋在交接之前处于可灌装的优良状态,在不影响其工作效率的情况下,改善取袋装置的动作稳定性,对提高灌装机的工作效率和寿命都有着不可小觑的意义。本文以双自由度平行四边形五杆=机构取袋装置为例,主要围绕取袋装置的结构设计、动力学分析和结构优化改进几个方面做了如下介绍:(1)根据取袋装置的工作能力需求,初步确定结构方案,然后将抽象的工作原理图具体化为某类构件或零部件,运用三维建模软件Pro/E建立取袋装置的三维实体模型,并确保各个零件和组件装配合理,且没有干涉现象。(2)取袋装置的三维实体模型建立完成以后,将Pro/E三维实体模型保存副本为动力学仿真软件ADAMS可识别的parasolid(*.x_t)格式,在ADAMS中打开该格式文件,修改实体模型材料特性,施加约束、力和力矩,设置约束条件,对取袋装置进行动力学仿真测试,得到其各个关键点的角速度、位移、角加速度与时间的关系曲线。分析这些曲线,可以得到取袋装置中这些关键构件的运动特性参数以及所受到的反作用力曲线图,对后面的优化改进设计提供理论依据。(3)对双自由度平行四边形五杆机构取袋装置的关键构件进行动力学仿真,运用ANSYS软件对取袋装置的关键构件进行结构静力分析,获得这些构件的弯曲变形和应力分布图,对比实际情况和理论数据,验证仿真结果的真实性和可靠性。(4)总结振动产生的原因,并提出改进方案,将改进后的结构导入ADAMS和ANSYS中,验证改进方案的有效性,根据优化后的参数对图纸进行修正。本文通过运用ADAMS软件对双自由度平行四边形五杆机构取袋装置进行动力学仿真分析,得到了平行四边形五杆机构的动力学特性参数,分析运动参数设计的合理性;将其中某些参数运用到ANSYS软件中,得到相关的应力分布和弯曲变形图,验证零件的结构尺寸设计是否合理,如果不合理,如何针对这些不合理环节进行结构优化改进设计,使取袋装置的结构和性能不断优化。
【关键词】：双自由度 平行四边形五杆机构 ADAMS 动力学分析
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB486
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 包装机械发展现状及趋势10-12
• 1.2.1 国内包装机械发展现状及趋势10-11
• 1.2.2 国外包装机械发展现状及趋势11-12
• 1.3 研究内容及方法12-13
• 1.4 本章小结13-14
• 第2章 取袋装置的结构设计14-31
• 2.1 全自动双层袋灌装机综述14-16
• 2.1.1 全自动双层袋灌装机简介14-16
• 2.1.2 全自动双层袋灌装线的工艺流程16
• 2.2 取袋装置设计意义16-17
• 2.3 取袋装置设计原理17-18
• 2.3.1 取袋动作设计17
• 2.3.2 避让动作设计17-18
• 2.4 取袋抓手的设计18-20
• 2.4.1 抓手的位置布置18-19
• 2.4.2 抓手的设计19-20
• 2.5 取袋装置的总体结构方案20-22
• 2.5.1 确定方案20-21
• 2.5.2 结构原理分析21-22
• 2.6 驱动系统的选用22-30
• 2.6.1 气压驱动系统22-23
• 2.6.2 气缸参数的确定23-30
• 2.7 本章小结30-31
• 第3章 取袋装置的动力学分析31-44
• 3.1 基于SIMULINK的气缸运动特性研究32-35
• 3.1.1 气缸在运动过程中的数学模型32-33
• 3.1.2 气缸的动态仿真模型33-35
• 3.2 基于ADAMS的双自由度平行四边形五杆机构取代装置的动力学分析35-40
• 3.2.1 建立机械系统模型35-37
• 3.2.2 添加约束和载荷37-40
• 3.3 基于ANSYS的连杆形变研究40-43
• 3.3.1 主动竖直连杆的结构静力分析40-41
• 3.3.2 主动下连杆的结构静力分析41-42
• 3.3.3 气爪安装板的结构静力分析42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 取袋装置的优化改进44-48
• 4.1 扭转变形的优化44-45
• 4.2 气爪支撑杆的优化45-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第5章 结论与展望48-50
• 5.1 总结48
• 5.2 展望48-50
• 参考文献50-52
• 致谢5

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本文编号：616657