第二章 一種新型動(dòng)平臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 新型動(dòng)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

把傳統(tǒng)模切機(jī)動(dòng)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的曲柄與連桿拿走，換以共軛凸輪替之，將雙肘桿機(jī)構(gòu)的上下肘桿連接滾子當(dāng)作滾子擺動(dòng)從動(dòng)件，推動(dòng)動(dòng)平臺(tái)完成上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中主凸輪實(shí)現(xiàn)肘桿從動(dòng)件與動(dòng)平臺(tái)的升程運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)凸輪與機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)形封閉用來(lái)保證肘桿上的滾子能夠與主凸輪時(shí)刻保證接觸，從而使得運(yùn)動(dòng)規(guī)律能夠得以保證。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2.1.1 所示。因?yàn)閺膭?dòng)件的慣性力可增加凸輪軸上的附加轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)功率，從動(dòng)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(shí)間出現(xiàn)，所以根據(jù)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，推程采用改進(jìn)正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。而回程選擇正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律[20]。

2.2 新型動(dòng)平臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)中主凸輪的設(shè)計(jì)

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

第三章 新型動(dòng)平臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性分析與凸輪表面接觸應(yīng)力分析............23

3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析.......23
3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)凸輪機(jī)構(gòu)的接觸應(yīng)力分析................27
3.3 小結(jié)...........32
第四章 動(dòng)平臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)三維建模及有限元分析......33
4.1 對(duì)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)三維建模..............33
4.2 凸輪機(jī)構(gòu)的有限元分析.........38
4.3 小結(jié)......42
第五章 實(shí)驗(yàn)與仿真分析.........43
5.1 曲柄雙肘桿機(jī)構(gòu)模切機(jī)實(shí)驗(yàn)......43
5.2 對(duì)新型傳動(dòng)系統(tǒng)仿真分析........44

第五章 實(shí)驗(yàn)與仿真分析

5.1 曲柄雙肘桿機(jī)構(gòu)模切機(jī)實(shí)驗(yàn)

動(dòng)平臺(tái)下底座安裝了支撐下肘桿的支座，在模切過(guò)程中反作用力的變化可能會(huì)對(duì)底座有一個(gè)較大的沖擊，因此在動(dòng)平臺(tái)下底座安裝三相加速度傳感器。在動(dòng)平臺(tái)與安裝在靜平臺(tái)下方的模切版接觸時(shí)，對(duì)靜平臺(tái)有一個(gè)沖擊，振動(dòng)幅度較大，尤其是在紙張面的幾個(gè)方向的振動(dòng)會(huì)對(duì)模切精度有較大的影響。傳動(dòng)面墻板上安裝了動(dòng)平臺(tái)導(dǎo)向塊，所以在模切過(guò)程中對(duì)墻板可能有較大的沖擊，振動(dòng)會(huì)比較明顯。整個(gè)動(dòng)平臺(tái)模切的過(guò)程動(dòng)力來(lái)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(huì)有較大的振動(dòng)。

5.2 對(duì)新型傳動(dòng)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(yàn)證了三維建模的準(zhǔn)確性，同時(shí)也互相驗(yàn)證了數(shù)據(jù)的可靠性，當(dāng)模切速度達(dá)到 9000 張/小時(shí)時(shí)，用 solidworks 軟件對(duì)動(dòng)平臺(tái)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(dòng)平臺(tái)加速度仿真結(jié)果。如圖5.1.17 所示。前邊文獻(xiàn)綜述已經(jīng)講過(guò)，已經(jīng)有很多學(xué)者對(duì)曲柄雙肘桿結(jié)果進(jìn)行過(guò)分析，尤其是對(duì)曲柄雙肘桿的運(yùn)動(dòng)特性以及仿真分析，文獻(xiàn)[26]對(duì)曲柄雙肘桿機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，可以看出，動(dòng)平臺(tái)的位移是 69 mm,文章中針對(duì)的模切機(jī)機(jī)型也是 M1050 平壓平模切機(jī)，設(shè)置的速度是 8000 張/小時(shí)，最高速度為 530 mm/s左右,反向速度最高為 620 mm/s 左右，動(dòng)平臺(tái)加速度最大約為 9500 mm/s2,反向約為 6500 mm/s2-7000 mm/s2，而設(shè)計(jì)的新型凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)平臺(tái)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(duì)比如表 5.1.4。
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第六章 結(jié)論與展望

本文通過(guò)分析當(dāng)前市場(chǎng)上曲柄雙肘桿機(jī)構(gòu)無(wú)法進(jìn)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(jì)出了一種新型的動(dòng)平臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)與傳統(tǒng)的曲柄雙肘桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)動(dòng)平臺(tái)的機(jī)型相比，在高速重載的工況下，該機(jī)構(gòu)具有更好的穩(wěn)定性，而且保壓時(shí)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(diǎn)：（1）根據(jù)模切工藝，設(shè)計(jì)出了一種新型的模切機(jī)動(dòng)平臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)，該機(jī)構(gòu)采用的是三片凸輪互為共軛的凸輪機(jī)構(gòu)，根據(jù)高速重載的工況選擇了改進(jìn)正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并且繪制出了主凸輪與從動(dòng)凸輪的輪廓線，對(duì)壓力角與曲率半徑進(jìn)行了驗(yàn)證，證明了機(jī)構(gòu)的合理性；（2）對(duì)新設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，通過(guò) MATLAB 編程軟件繪制了下肘桿、下滾子以及動(dòng)平臺(tái)的位移、速度、加速度變化范圍曲線，提出了一種計(jì)算凸輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)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(duì)凸輪的強(qiáng)度進(jìn)行了校核.

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號(hào)：356881