【摘要】：隨著現(xiàn)代加工技術(shù)的進(jìn)步及工業(yè)需求的多樣化,傳統(tǒng)“一維”變速箱已不能滿足某些工業(yè)生產(chǎn)的特殊需求,研究表明在高分子聚合物加工過程中施加軸向往復(fù)運(yùn)動能提高擠出產(chǎn)品的性能。在此背景下,本文對高分子聚合物加工設(shè)備所使用的變速箱進(jìn)行創(chuàng)新研究,提出一種能實(shí)現(xiàn)輸出軸轉(zhuǎn)動并軸向往復(fù)運(yùn)動的新型二維變速箱,并詳細(xì)研究該變速箱的結(jié)構(gòu)原理、仿真分析、優(yōu)化和試制等理論問題,其結(jié)論可為該變速箱的研發(fā)提供理論基礎(chǔ),最終研制出輸出軸轉(zhuǎn)動并軸向往復(fù)運(yùn)動新型變速箱。課題主要研究工作包括:首先,通過對比現(xiàn)有的往復(fù)式擠出機(jī)裝置的優(yōu)缺點(diǎn),提出一種能實(shí)現(xiàn)輸出軸轉(zhuǎn)動并軸向往復(fù)運(yùn)動的二維變速箱結(jié)構(gòu)模型,并詳細(xì)介紹該變速箱的傳動原理和性能特點(diǎn);應(yīng)用雙偏心機(jī)構(gòu)幅值調(diào)整方法和偏心輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計往復(fù)運(yùn)動相關(guān)部件,重點(diǎn)研究分析輸出軸轉(zhuǎn)動并軸向往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)傳動原理。其次,針對往復(fù)運(yùn)動部件的受力行為特征,對往復(fù)運(yùn)動部件受力模型進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,分析負(fù)載反力對往復(fù)運(yùn)動部件的影響,求解輸出軸能進(jìn)行軸向往復(fù)運(yùn)動部件的受力情況及臨界運(yùn)動條件。最后,根據(jù)設(shè)計要求完成各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計,并建立新型變速箱三維參數(shù)化模型。接著,利用動力學(xué)仿真軟件ADAMS,根據(jù)齒輪赫茲接觸應(yīng)力理論建立變速箱動力學(xué)模型,對變速箱進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)仿真分析,仿真結(jié)果驗證了該變速箱傳動理論的可行性,且得到的各齒輪間的動態(tài)嚙合力,為變速箱關(guān)鍵零部件分析提供載荷邊界條件。然后,對變速箱關(guān)鍵零部件進(jìn)行受力分析及有限元仿真,據(jù)此對其齒輪、輸入軸及偏心軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對性優(yōu)化。利用彈性動力學(xué)理論建立變速箱箱體有限元模態(tài)分析模型,由箱體的固有頻率可知箱體的設(shè)計合理地避開了齒輪嚙合頻率。由于往復(fù)運(yùn)動結(jié)構(gòu)受諧波載荷,本文對其進(jìn)行模態(tài)分析及諧響應(yīng)分析,研究了其在不同頻率負(fù)載下的動態(tài)特性,為往復(fù)運(yùn)動部件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。最后,加工制造出新型二維變速箱樣機(jī)并搭建螺桿擠出機(jī)試驗平臺,試驗驗證了該新型二維變速箱傳動原理的正確性和可行性,由于時間限制,沒有對變速箱的性能測試試驗進(jìn)行專門研究。
【圖文】：

即在聚合物流場中引入振動。同時振動的頻率和振幅可以控制。圖1-1 中，芯棒采用獨(dú)立的電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動平行于流動的方向，即將機(jī)械振動引入擠出機(jī)模頭部位，實(shí)現(xiàn)對聚合物的振動拉伸，從而提高制品質(zhì)量。

圖 1-1 模頭中引入振動方案示意圖 C.M.Wong 和 C.H.Chen 設(shè)計機(jī)頭垂直振動裝置的擠電動機(jī)輸出軸與偏心機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸通過擠出機(jī)頭連接在一時，其偏心轉(zhuǎn)動即可轉(zhuǎn)化成擠出機(jī)機(jī)頭沿聚合物熔融體得機(jī)頭內(nèi)表面對熔融聚合物產(chǎn)生動態(tài)拉伸及剪切作用。擠出機(jī)機(jī)頭處熔融體平均流率不變時，，提高振動的強(qiáng)度壓力，提高熔融體擠出時的溫度。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH132.46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2652667