第一章緒論

多年來，由于人們對印刷質(zhì)量和印刷速度的不斷追求，促進(jìn)了國產(chǎn)印刷機(jī)械制造水平的提高，，但由于中國的人口紅利，始終沒有對印后加工設(shè)備的研發(fā)引起足夠的重視，特別是針對如配頁機(jī)這種設(shè)計、制造精度和自動化程度要求高的印后設(shè)備，往往采用進(jìn)口生產(chǎn)線和人工配頁兩個極端的做法，很少有國內(nèi)制造企業(yè)自主生產(chǎn)。近年來，隨著人們對印刷產(chǎn)品要求的不斷提高和國內(nèi)機(jī)械制造水平的提升，印后加工質(zhì)量等問題已經(jīng)成為制約印刷產(chǎn)品質(zhì)量和效率提高的瓶頸，國內(nèi)部分印刷機(jī)械制造企業(yè)開始對像配頁機(jī)這樣的印后設(shè)備進(jìn)行研發(fā)。由于缺乏理論研究基礎(chǔ)和技術(shù)積累，加之市場的迫切性，生產(chǎn)企業(yè)大多借鑒國外的設(shè)計方法，以仿制為主，配頁機(jī)常常出現(xiàn)運(yùn)動精度不高、穩(wěn)定性差、噪聲大等問題。配頁時出現(xiàn)的多帖、漏帖等故障也會給書刊質(zhì)量帶來很大的問題。
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第二章配頁機(jī)分頁機(jī)構(gòu)的分析與研究

2.1 配頁機(jī)分頁機(jī)構(gòu)簡圖及工作原理

由圖 2.1.1 可知，配頁機(jī)分頁機(jī)構(gòu)工作時，裝在書疊前方的吹氣管吹風(fēng)，將放在貯頁臺 9 上最下面的一個書帖與成疊書帖吹開，分頁爪 2 處在最低位置擋住書帖，分頁爪 2 的上平面與貯頁臺 9 上表面在同一平面上。隨著主軸的轉(zhuǎn)動，吸嘴 12 向上擺動，當(dāng)吸嘴凸輪 6 小面作用于小滾子時，吸嘴 12 擺動到吸帖位置進(jìn)行吸帖，同時，在分頁爪凸輪 8 的作用下，分頁爪 2 已經(jīng)擺離貯頁臺 9，配合吸嘴 12 向下吸帖。隨著主軸的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，吸嘴 12 隨著書帖逆時針擺到最低位置，等待叼頁輪 7 上的叼頁機(jī)構(gòu)將書帖叼走，而分頁爪 2 已經(jīng)逆時針擺回復(fù)位。在氣路配合下叼牙叼住書帖時吸嘴 12 放開書帖，由叼頁機(jī)構(gòu)將書帖運(yùn)走，完成一次分頁。

2.2 配頁機(jī)分頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析

桿組法描述了平面機(jī)構(gòu)的拆分原理，一般機(jī)構(gòu)都是由基本桿組件組成。利用桿組法對機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆分，并作相應(yīng)的運(yùn)動分析和編制子程序。通過對拆分后的機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析計算，找到機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況，然后再依次推導(dǎo)出整個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況，這就是桿組法的主要優(yōu)點(diǎn)。它可以對復(fù)雜的機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆分與計算，編好的子程序可以直接被導(dǎo)入到主程序使用，簡化了程序運(yùn)算量[13]。

第三章配頁機(jī)叼頁機(jī)構(gòu)的分析與研究.............29 

3.1 叼頁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成..........29 
3.2 叼頁機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計.........30 
3.3 齒輪機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析.........38 
3.4 本章小結(jié)........41 
第四章配頁機(jī)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)優(yōu)化與改進(jìn)..........42 
4.1 機(jī)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)狀及方法.......42 
4.2 分頁機(jī)構(gòu)優(yōu)化..........42 
4.3 叼頁機(jī)構(gòu)優(yōu)化.....52 
4.4 本章小結(jié)........54 
第五章配頁機(jī)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)噪聲分析及控制..........55 
5.1 噪聲分析理論基礎(chǔ)............55 

5.2 機(jī)構(gòu)噪聲分析方法及步驟.......55 

5.3 噪聲分析結(jié)果...........57 

5.4 機(jī)構(gòu)噪聲控制研究........59 
5.5 本章小結(jié).......61 

第五章配頁機(jī)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)噪聲分析及控制

5.1 噪聲分析理論基礎(chǔ)

配頁機(jī)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的振動必然會產(chǎn)生噪聲，由于機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下聲源的多樣性和發(fā)聲位置的復(fù)雜性導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的噪聲分析極其困難。近年來隨著計算機(jī)技術(shù)的提高，噪聲分析技術(shù)也得到突飛猛進(jìn)。聲波在區(qū)域內(nèi)傳播的主要計算方法包括有限元法、邊界元法等。有限元法主要應(yīng)用范圍是低頻固體噪聲傳播，使用該方法建模進(jìn)行噪聲分析操作簡單，結(jié)果可實(shí)現(xiàn)圖形化。在高頻噪聲分析領(lǐng)域邊界法比有限元法有優(yōu)勢，噪聲分析誤差更小，但邊界法主要適用于聲場外部問題分析。本文所研究機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械噪聲屬于低頻固體噪聲，應(yīng)用有限法更加有優(yōu)勢，且有限元法使用的稀疏矩陣更適合解決大型機(jī)構(gòu)在聲學(xué)流體方面的研究[29-31]。有限法是通過引用一個邊界Γ，將原本一個聲場整體劃分為一個內(nèi)部有限元聲場區(qū)域Ω 和另一個外部無限元聲場區(qū)域Ω ，無限元區(qū)域通過徑向近似法模擬噪聲傳播，如圖 5.1.1 所示。

5.2 機(jī)構(gòu)噪聲分析方法及步驟

SYSNOISE[32-35]軟件可以運(yùn)用有限元法模擬各種聲學(xué)介質(zhì)，計算各種聲模態(tài)，也可以對聲振耦合效應(yīng)進(jìn)行研究，是噪聲分析的主流軟件。本文在 UG 中建立噪聲仿真幾何模型，內(nèi)部以整個機(jī)構(gòu)為中心四周掏空，外部是一個箱體，整個模型的透視圖如圖 5.2.1 所示。使用三維流體 FLUID 30 單元定義機(jī)構(gòu)和箱體的單元類型。箱體表面是有限元模型和無限元模型的分界面，無限元模型是通過空氣的特性設(shè)置的。規(guī)定常溫下空氣的密度為 1.225Kg/m3，振動聲波以 340m/s 在空氣中傳播。箱體的尺寸參數(shù)為 1000mm×500mm×500mm。在箱體的前后端面、左右側(cè)面以及上端面設(shè)置 5 個測量點(diǎn)。另外箱體底面與大地接觸，不考慮噪聲對底面的影響，把測量點(diǎn)設(shè)置在機(jī)構(gòu)的上部空間，如圖5.2.2所示，最終模型擁有10460個單元，141347
個節(jié)點(diǎn)[36-39]。
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第六章總結(jié)與展望

6.1 研究成果

本課題對 G460B 型號配頁機(jī)提高轉(zhuǎn)速后帶來的一系列影響配頁質(zhì)量的問題進(jìn)行了分析。通過分別對書帖配頁機(jī)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)包括分頁機(jī)構(gòu)、叼頁機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)以及振動分析，最后對其進(jìn)行了機(jī)構(gòu)優(yōu)化以及噪聲控制，有效地解決了這些問題。本文研究的主要成果和結(jié)論如下：（1）對配頁機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀做了簡單的概述，得出了配頁機(jī)優(yōu)化設(shè)計是配頁機(jī)發(fā)展的重要趨勢的結(jié)論。在論述書帖配頁機(jī)的工作原理的基礎(chǔ)上，介紹了組成G460B 配頁機(jī)的凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)和齒輪凸輪組合機(jī)構(gòu)的種類、優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)。（2）對配頁機(jī)進(jìn)行了有效合理的簡化處理，確定配頁機(jī)的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)為分頁機(jī)構(gòu)和叼頁機(jī)構(gòu)兩部分，并對這兩個部分進(jìn)行了三維建模。

6.2 展望

本文對書帖配頁機(jī)的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動分析和優(yōu)化設(shè)計，但這是在不考慮配頁機(jī)運(yùn)行過程中的摩擦、阻尼等因素的前提下進(jìn)行的，若要使配頁機(jī)的轉(zhuǎn)速大幅度提高，在分析過程中要考慮這些因素的影響。除此之外，由于條件的限制，對分頁機(jī)構(gòu)和叼頁機(jī)構(gòu)的優(yōu)化只是進(jìn)行了理論上的分析，并沒有在實(shí)體配頁機(jī)上進(jìn)行加工改造，加以驗證。

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號：831293