平压平模切机动平台传动系统的分析研究

发布时间：2017-05-11 08:30

第二章 一种新型动平台传动系统的设计

2.1 新型动平台驱动机构的结构设计

把传统模切机动平台驱动机构上的曲柄与连杆拿走，换以共轭凸轮替之，将双肘杆机构的上下肘杆连接滚子当作滚子摆动从动件，推动动平台完成上下往复运动，其中主凸轮实现肘杆从动件与动平台的升程运动，从动凸轮与机构实现形封闭用来保证肘杆上的滚子能够与主凸轮时刻保证接触，从而使得运动规律能够得以保证。其结构简图如图 2.1.1 所示。因为从动件的惯性力可增加凸轮轴上的附加转矩和驱动功率，从动件的惯性力与(av)m成正比。所以高速、重载应该选择(av)m较小的规律，vm、am往往不在同一时间出现，所以根据查阅机械设计手册，推程采用改进正弦加速度运动规律。而回程选择正弦加速度运动规律[20]。

2.2 新型动平台传动系统中主凸轮的设计

本文所选用的凸轮机构是以滚子为从动件的滚子摆动凸轮机构，该机构采用的是盘形凸轮机构，最主要的是采用了三个凸轮互相共轭的共轭凸轮机构，，这种机构所形成的几何封闭可以防止从动件在设备高速转动的情况下与凸轮机构脱离接触，而且在高速运转时，可以充分减小机构件部件的磨损。

第三章 新型动平台传动系统的运动特性分析与凸轮表面接触应力分析............23

3.1 运动学分析.......23
3.2 传动系统凸轮机构的接触应力分析................27
3.3 小结...........32
第四章 动平台传动系统三维建模及有限元分析......33
4.1 对动平台系统三维建模..............33
4.2 凸轮机构的有限元分析.........38
4.3 小结......42
第五章 实验与仿真分析.........43
5.1 曲柄双肘杆机构模切机实验......43
5.2 对新型传动系统仿真分析........44

第五章 实验与仿真分析

5.1 曲柄双肘杆机构模切机实验

动平台下底座安装了支撑下肘杆的支座，在模切过程中反作用力的变化可能会对底座有一个较大的冲击，因此在动平台下底座安装三相加速度传感器。在动平台与安装在静平台下方的模切版接触时，对静平台有一个冲击，振动幅度较大，尤其是在纸张面的几个方向的振动会对模切精度有较大的影响。传动面墙板上安装了动平台导向块，所以在模切过程中对墙板可能有较大的冲击，振动会比较明显。整个动平台模切的过程动力来源于安装蜗轮的曲轴，所以安装在墙板上的曲轴轴承座可能会有较大的振动。

5.2 对新型传动系统仿真分析

以上几组分析数据分别是在solidworks与MATLAB两种软件中的仿真结果，一方面验证了三维建模的准确性，同时也互相验证了数据的可靠性，当模切速度达到 9000 张/小时时，用 solidworks 软件对动平台加速度的仿真效果不是太好，数据也不太准确，所以这里只给出 MATLAB 的动平台加速度仿真结果。如图5.1.17 所示。前边文献综述已经讲过，已经有很多学者对曲柄双肘杆结果进行过分析，尤其是对曲柄双肘杆的运动特性以及仿真分析，文献[26]对曲柄双肘杆机构动平台传动系统进行了分析，可以看出，动平台的位移是 69 mm,文章中针对的模切机机型也是 M1050 平压平模切机，设置的速度是 8000 张/小时，最高速度为 530 mm/s左右,反向速度最高为 620 mm/s 左右，动平台加速度最大约为 9500 mm/s2,反向约为 6500 mm/s2-7000 mm/s2，而设计的新型凸轮机构动平台传动系统的动平台的位移为 50 mm，最高速度在 520 mm/s 左右,反向最大速度约 600 mm/s，加速度最大约 6000 mm/s2,反向约为 6000mm/s2-7000mm/s2，数据对比如表 5.1.4。
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第六章 结论与展望

本文通过分析当前市场上曲柄双肘杆机构无法进一步提升速度的原因，结合前人研究的成果，大胆的设计出了一种新型的动平台传动系统，通过与传统的曲柄双肘杆机构驱动动平台的机型相比，在高速重载的工况下，该机构具有更好的稳定性，而且保压时间得到了很大的提升，使得模切质量更加优越。本文主要的研究成果可以总结为以下几点：（1）根据模切工艺，设计出了一种新型的模切机动平台传动系统，该机构采用的是三片凸轮互为共轭的凸轮机构，根据高速重载的工况选择了改进正弦加速度运动规律，并且绘制出了主凸轮与从动凸轮的轮廓线，对压力角与曲率半径进行了验证，证明了机构的合理性；（2）对新设计的机构进行了运动学分析，通过 MATLAB 编程软件绘制了下肘杆、下滚子以及动平台的位移、速度、加速度变化范围曲线，提出了一种计算凸轮在转动过程中表面接触应力的方法，并且求解出了凸轮的最大表面接触应力，对凸轮的强度进行了校核.

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参考文献（略）

本文编号：356881