（機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專業(yè)論文）膠印機(jī)離合壓機(jī)構(gòu)的分析與研究.pdf

上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 離合壓機(jī)構(gòu)是膠印機(jī)的關(guān)鍵機(jī)構(gòu) 它的性能好壞直接決定著印刷品的質(zhì)量 本文首先根據(jù)離合壓機(jī)構(gòu)的相關(guān)工程圖及測(cè)量得到的離合壓機(jī)構(gòu)凸輪實(shí)際廓線 數(shù)據(jù) 運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助軟件對(duì)離合壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 得出了離合壓 凸輪機(jī)構(gòu) 橡皮滾筒偏心軸承套 滾筒間中心距等構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù) 由運(yùn)動(dòng)學(xué) 分析結(jié)果可知原凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不適合膠印機(jī)作高速運(yùn)轉(zhuǎn) 是影響設(shè)備 運(yùn)行效率的主要因素之一 接著運(yùn)用數(shù)值分析 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論 計(jì)算機(jī)編程 等知識(shí) 對(duì)離合壓凸輪的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了誤差分析及修正 通過對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng) 件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的比較分析 得出了修正梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律更適合離合壓機(jī)構(gòu) 運(yùn) 用修正梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 對(duì)離合壓凸輪廓線進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì) 給出了離合壓 凸輪的改進(jìn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 通過對(duì)離合壓機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化 根據(jù)幾何相似性原理分別對(duì)其 連桿機(jī)構(gòu)及凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了系列化設(shè)計(jì) 為離合壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的系列化提供了一種 設(shè)計(jì)方法 最后 應(yīng)用v i s u a lb a s i c 軟件對(duì)離合壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行了可視化程序的設(shè)計(jì) 使得離合壓凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及廓線顯示一目了然 關(guān)鍵詞 膠印機(jī) 離合壓機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)仿真 系列化設(shè)計(jì) v 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 a bs t r a c t t h eo n o f fp r e s s u r em e c h a n i s mi st h ek e ym e c h a n i s mi nt h eo f f s e tp r e s s t h e i r p e r f o r m a n c e sd e t e r m i n et h eq u a l i t yo fp r e s sw o r k i n g i nt h i sp a p e r f i r s t l y a c c o r d i n g t ot h er e l a t e de n g i n e e r i n gd r a w i n g so ft h ee q u i p m e n ta n dm e a s u r e dd a t eo fo n o f f p r e s s u r ec a mp r o f i l e p a r t sa n da s s e m b l ym o d e lh a v eb e e ns e tu pb yu s eo fu g s o f t w a r e w i t ht h eh e l po fu gm o t i o ns i m u l a t i o n t h ek i n e m a t i cp a r a m e t e r so fo n o f f p r e s s u r ec a mm e c h a n i s m e c c e n t r i cb e a r i n g c a s eo fr u b b e rc y l i n d e ra n dc e n t e r d i s t a n c eb e t w e e nc y l i n d e r sw e r ed e d u c e d k i n e m a t i ca n a l y s e so ft h er e s u l t si n d i c a t e t h a tt h eo r i g i n a lm o t i o nl a wo fc a mf o l l o w e rw a sn o ts u i t a b l ef o rh i g h s p e e dw o r k i n g a n dw a so n eo fm a j o rf a c t o ra f f e c t i n gt h ew o r k i n ge f f i c i e n c yo fe q u i p m e n t t h e n u s i n gt h ek n o w l e d g eo fn u m e r i c a la n a l y s i s c a mm e c h a n i s md e s i g nt h e o r ya n d c o m p u t e rp r o g r a m m i n g a ne r r o ra n a l y s i sa n dm o d i f i c a t i o nm e t h o d w a sp r o v i d e dt o m e a s u r e dd a t ao fo n o f fp r e s s u r ec a m t h r o u g ha n a l y z i n gk i n e m a t i cp a r a m e t e r so f r e g u a lm o t i o nl a wo fc a mf o l l o w e r d r a wac o n c l u s i o nt h a tm o t i o nl a wo fa m e n d e d t r a p e z o i d o ra c c l e r a t i o ns u i tf o ro n o f fp r e s s u r ec a mm e c h a n i s m a n di m p r o v e dd e s i g n p r e s e n t e d c a mi m p r o v e dd e s i g nd a t aw e r eg i v e na sw e l l t h r o u g hs i m p l i f y i n gt h e o n o f fp r e s s u r em e c h a n i s m as e r i a ld e s i g nm e t h o dt ol i n ka n dc a mm e c h a n i s mw a s g i v e nr e s p e c t i v e l ya c c o r d i n gt ot h ep r i n c i p l eo fg e o m e t r i cs i m i l a r i t y f i n a l l y av i s u a l i n t e r f a c ep r o g r a mo fo n o f fp r e s s u r ec a mm e c h a n i s mw a sd e s i g n e d i tm a d et h e d e s i g nd a t aa n dp r o f i l eo fo n o f fp r e s s u r em e c h a n i s mm o r ec l e a r l y k e y w o r d s o f f s e tp r e s s o n o f fp r e s s u r em e c h a n i s m c a mm e c h a n i s m m o t i o n s i m u l a t i o n s e r i a ld e s i g n v i 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 原創(chuàng)性聲明 本人聲明 所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作 除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外 論文中不包含其他人已發(fā)表 或撰寫過的研究成果 參與同一工作的其他同志對(duì)本研究所做的任何 貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意 簽名 王 組日期 理 夢(mèng) 本論文使用授權(quán)說明 本人完全了解上海大學(xué)有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī)定 即 學(xué) 校有權(quán)保留論文及送交論文復(fù)印件 允許論文被查閱和借閱 學(xué)校可 以公布論文的全部或部分內(nèi)容 保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定 1 1 日期 p 喧鼬 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 1 課題來源 第一章緒論 印刷機(jī)械是機(jī)械工業(yè)中公認(rèn)的機(jī)構(gòu)復(fù)雜 加工精密的機(jī)械裝置 我國(guó)印刷機(jī) 械制造行業(yè)在建國(guó)前幾乎是一片空白 直到上世紀(jì)5 0 年代后期才建立一些印刷 機(jī)械制造廠 然而在當(dāng)時(shí)的歷史條件和技術(shù)條件下 完全自主設(shè)計(jì)印刷機(jī)械很不 現(xiàn)實(shí) 仿制國(guó)外的印刷機(jī)成為一種發(fā)展捷徑 經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展 印刷機(jī)械 行業(yè)取得了很大進(jìn)步 有些產(chǎn)品還遠(yuǎn)銷海外 但是從橫的方面來看 與國(guó)外同類 產(chǎn)品相比還存在較大差距 主要表現(xiàn)在 1 產(chǎn)品的技術(shù)含量不高 國(guó)外的產(chǎn)品在 網(wǎng)絡(luò)化印刷 c t p 技術(shù) 綠色環(huán)保方式印刷 無軸技術(shù)等方面已走在了前列 而 國(guó)內(nèi)在這些方面的技術(shù)幾乎是空白 產(chǎn)品仍處在國(guó)際2 0 世紀(jì)8 0 年代前水平 2 整機(jī)的可靠性 穩(wěn)定性 耐用性和美觀性與國(guó)外產(chǎn)品有很大差距 國(guó)產(chǎn)單張紙膠 印機(jī)的印刷運(yùn)行速度長(zhǎng)期以來不能突破1 0 0 0 0 印 時(shí) 印刷機(jī)運(yùn)行速度大多數(shù)在 4 0 0 0 7 0 0 0 印 時(shí)之間 而進(jìn)口膠印機(jī)的速度目前已超過1 5 0 0 0 印 時(shí) 差距十分 明顯 3 工藝水平落后 零件的加工及整機(jī)的裝配與國(guó)外相比仍存在較大差距 有關(guān)單位通過檢測(cè)國(guó) 內(nèi)外產(chǎn)品得到的數(shù)據(jù)表明 國(guó)外的印版滾筒 橡皮滾筒 壓印滾筒裝配后相互間平行度 徑向跳動(dòng)已經(jīng)達(dá)到0 0 0 1 0 0 0 3 毫米 機(jī)組間套 印精度已經(jīng)達(dá)o 0 1 毫米 而國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品一般是這個(gè)精度的10 倍 目前國(guó)產(chǎn)的 膠印機(jī)主要集中在中 低檔機(jī) 而高檔機(jī) 尤其是高檔多色膠印機(jī)主要依靠進(jìn)口 每年的進(jìn)口總值要達(dá)到國(guó)產(chǎn)膠印機(jī)產(chǎn)值的2 倍多 4 1 造成上述差距的原因是多方面的 設(shè)計(jì)水平則是其中一個(gè)非常關(guān)鍵的因素 由于印刷機(jī)械是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng) 由機(jī)械 氣動(dòng) 液壓和控制系統(tǒng)組成 每 一環(huán)節(jié)性能的好壞直接影響著印刷精度 雖然我國(guó)印刷機(jī)已經(jīng)發(fā)展了很多年 但 設(shè)計(jì)模式并沒有很大的改變 有的印刷機(jī)設(shè)計(jì)者們依舊在測(cè)繪仿制的基礎(chǔ)上做一 些小的改動(dòng) 甚至買來一套圖紙就開始生產(chǎn) 這種做法在印品質(zhì)量要求不高時(shí)還 能適用 但是缺乏發(fā)展?jié)摿?大部分印刷機(jī)械制造企業(yè)在機(jī)器設(shè)計(jì)上仍采用的是 靜態(tài)分析設(shè)計(jì)方法 這樣設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不能保證其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)符合要求 而國(guó)外 一些知名的公司早己將動(dòng)力學(xué)分析應(yīng)用于設(shè)計(jì)中 他們利用有限元分析和虛擬樣 1 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 機(jī)技術(shù)對(duì)印刷機(jī)的關(guān)鍵部件和重要機(jī)構(gòu)進(jìn)行各種運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析 得到的性 能指標(biāo)參數(shù)為修改和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù) 這樣不僅縮短了設(shè)計(jì)周期 降低了設(shè)計(jì) 成本 還使得設(shè)計(jì)的印刷機(jī)具有壽命長(zhǎng) 可靠性高 噪音低 振動(dòng)小等特點(diǎn)喵卅 本課題來源于上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)教研室與上海光華 印刷機(jī)械有限公司的某膠印機(jī)機(jī)構(gòu)分析與研究項(xiàng)目 上海光華印刷機(jī)械有限公司 是中國(guó)印刷包裝機(jī)械行業(yè)最大的合資企業(yè)之一 為國(guó)家印機(jī)行業(yè)的重點(diǎn)企業(yè) 擁 有各種類型的膠印機(jī)產(chǎn)品 如今該公司面臨著制造成本過高和技術(shù)落后等問題 為了更好的生存和發(fā)展 迫切需要解決相應(yīng)的問題 本文所研究的單張紙膠印機(jī) 是該公司按國(guó)外的樣機(jī)進(jìn)行仿制后的產(chǎn)品 同類的進(jìn)口機(jī)器最高印刷速度可達(dá) 1 4 0 0 0 張 d 時(shí)以上 而目前仿制的膠印機(jī)最高印刷速度只有8 0 0 0 張 d 時(shí) 存在 明顯差距 并且國(guó)產(chǎn)膠印機(jī)運(yùn)行在8 0 0 0 張 d 時(shí)時(shí) 出現(xiàn)零部件磨損大 噪聲大 使用壽命縮短等現(xiàn)象 而國(guó)外同類膠印機(jī)即使運(yùn)行在較高速度仍然非常平穩(wěn) 因 此 需對(duì)一些機(jī)構(gòu)作進(jìn)一步研究 本文主要是從提高膠印機(jī)速度和穩(wěn)定性角度出 發(fā) 對(duì)離合壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和研究 從而為該型機(jī)器離合壓機(jī)構(gòu)的改進(jìn)提供依據(jù) 為提高該產(chǎn)品檔次 縮短與世界先進(jìn)印刷機(jī)間的差距提供一些幫助 1 2 離合壓機(jī)構(gòu)介紹 離合壓機(jī)構(gòu)是印刷機(jī)械上完成圖像轉(zhuǎn)移 實(shí)現(xiàn)印刷工藝過程的關(guān)鍵部件 它 的結(jié)構(gòu)性能優(yōu)劣直接影響印品的質(zhì)量 主要包括離壓和合壓兩個(gè)運(yùn)行狀態(tài) 1 2 1 離合壓機(jī)構(gòu)工作原理 離合壓的基本工作原理口1 是利用轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套 偏心軸承來移動(dòng)壓印體位置 從而改變橡皮滾筒與印版滾筒 橡皮滾筒與壓印滾筒之間的間距來實(shí)現(xiàn)的 1 2 2 離合壓機(jī)構(gòu)作用 離合壓機(jī)構(gòu)是用來控制橡皮滾筒與印版滾筒和壓印滾筒之間的離和合 正常 印刷時(shí)合壓機(jī)構(gòu)動(dòng)作 使橡皮滾筒與壓印滾筒和印版滾筒接觸 并產(chǎn)生一定的印 刷壓力 完成油墨到紙張上的轉(zhuǎn)移 不印刷時(shí)或當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)故障時(shí) 離壓機(jī)構(gòu)動(dòng) 作 使橡皮滾筒與壓印滾筒和印版滾筒離開 防止油墨轉(zhuǎn)移到壓印滾筒背面使紙 2 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 張背面蹭臟 還能防止?jié)L筒長(zhǎng)久接觸造成印版損壞和橡皮布的永久變形 1 2 3 離合壓機(jī)構(gòu)動(dòng)作方式 離合壓機(jī)構(gòu)的動(dòng)作方式有兩種 一種是同時(shí)離合壓 另一種是順序離合壓 圖1 1l 司時(shí)離合壓圖1 2 順序離合壓 同時(shí)離合壓如圖1 1 示 即橡皮滾筒與壓印滾筒 印版滾筒同時(shí)接觸和分離 圖 中o b 為橡皮滾筒 o p 為印版滾筒 o i 為壓印滾筒 同時(shí)離合壓要求滾筒的缺口 角1 3 必須和滾筒的排列角q 一樣大 使得滾筒的排列角要占到滾筒的三分之一以 上 大大地降低了滾筒表面的利用率 若要完成大幅面的印刷 則須增大滾筒的 直徑 而滾筒直徑越大 帶來的問題就越多 目前這種結(jié)構(gòu)己被淘汰 順序離合 壓n 1 如圖1 2 示 合壓時(shí)橡皮滾筒先與印版滾筒合壓 接著與壓印滾筒合壓 離 壓時(shí) 先與壓印滾筒離壓 再與印版滾筒離壓 不管是合壓過程還是離壓過程 其動(dòng)作都是按順序進(jìn)行的 這樣 滾筒上的缺口與滾筒的排列角沒有太大關(guān)系 滾筒的缺口可以做得盡可能小 從而可以縮小滾筒的直徑 目前幾乎所有的印刷 機(jī)采用的都是順序離合壓 1 2 4 離合壓機(jī)構(gòu)種類 離合壓機(jī)構(gòu)一般分為兩種 三點(diǎn)懸浮式 偏心套式 三點(diǎn)懸浮式 三點(diǎn)懸浮式離合壓機(jī)構(gòu)如圖1 3 所示 軸承套由三個(gè)滾輪支承 其中兩個(gè)滾 輪為固定支承 另一點(diǎn)為浮動(dòng)支承 支承球通過彈簧與軸承套保持接觸 通過轉(zhuǎn) 動(dòng)軸承套來改變滾筒中心的位置 實(shí)現(xiàn)離合壓功能 這種形式機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)墻 板孔的加工精度要求低 給墻板孔的加工帶來了方便 壓力調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)少 準(zhǔn)確性 3 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 高 調(diào)節(jié)方便 同時(shí)由于有薄弱環(huán)節(jié)的存在 當(dāng)受到意外沖擊時(shí) 能夠起到保護(hù) 機(jī)器的作用 偏心套式 偏心套式的離合壓機(jī)構(gòu)是通過改變偏 心套在墻板孔中的周向位置來改變滾筒軸 軸心的位置 從而改變滾筒中心距 根據(jù) 偏心套安裝個(gè)數(shù) 位置的不同 又可分為 單偏心套式 雙偏心套式和單雙偏心套式 三種 結(jié)構(gòu)如圖1 4 a 1 4 c o 和1 4 c 所示 由于偏心套與墻板孔的接觸面積比較大 所以其抗沖擊的能力強(qiáng) 而且偏心套內(nèi)外 圖1 3 三點(diǎn)懸浮式結(jié)構(gòu)圖 都呈圓形 因此比凸套過渡更加平穩(wěn) 且 離合壓時(shí)沖擊小 但這種離合壓機(jī)構(gòu)對(duì)墻板的要求相當(dāng)高 給墻板的加工帶來了 a 單偏心套式 b 雙偏心套式 c 單雙偏心套式 圖1 4 偏心套結(jié)構(gòu) 很大的困難 同時(shí)由于偏心套的偏移量增加要比凸套的偏移量增加來得要慢 使 得偏心套式的離合壓機(jī)構(gòu)需要更大的運(yùn)動(dòng)空間 給墻板上其它部件的安裝帶來了 很大不便 另外 這種結(jié)構(gòu)沒有薄弱環(huán)節(jié)存在 所以當(dāng)受到意外沖擊時(shí) 軸和墻 板孔都要受到損傷 而一旦損壞 則很難修復(fù) 1 2 5 離合壓機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式 離合壓機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式主要有三種類型 機(jī)械式 液壓式和氣動(dòng)式 機(jī)械式 通過凸輪 連桿機(jī)構(gòu)來改變滾筒間的中心距 這種機(jī)構(gòu)因具有作用 4 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 力大 對(duì)環(huán)境要求不高 載荷變化對(duì)其沒有影響以及維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng) 用 缺點(diǎn)是有沖擊和振動(dòng) 凸輪件的制造成本較高 液壓式 用液壓缸來驅(qū)動(dòng)偏心軸承來實(shí)現(xiàn)離合壓 優(yōu)點(diǎn)是機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)平穩(wěn) 準(zhǔn) 確 沒有復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)布局靈活 可適應(yīng)各種不同的條件 而且操作方 便 容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等 主要缺點(diǎn)是 必須配備液壓源 介質(zhì)容易泄漏 這不 僅浪費(fèi)資源 還污染環(huán)境 使應(yīng)用受到了限制 在單張紙膠印機(jī)中幾乎沒有采用 氣動(dòng)式 通過氣缸來驅(qū)動(dòng)偏心軸承實(shí)現(xiàn)離合壓 優(yōu)點(diǎn)是以空氣為工作介質(zhì) 與液壓傳動(dòng)相比不必設(shè)置回收裝置 而且沖擊振動(dòng)小 運(yùn)行平穩(wěn) 隨著氣動(dòng)技術(shù) 的發(fā)展 這種機(jī)構(gòu)將會(huì)越來越多的應(yīng)用在印刷機(jī)械上 1 3 國(guó)內(nèi)外研究概況 目前對(duì)離合壓機(jī)構(gòu)的研發(fā)多由廠家自主進(jìn)行 出于技術(shù)保密等因素 很少將 相關(guān)資料公開發(fā)表 根據(jù)所檢索的資料 作相關(guān)研究的主要有西安理工大學(xué)的 膠 印機(jī)氣動(dòng)離合壓機(jī)構(gòu)仿真及其控制系統(tǒng)研究 北京印刷學(xué)院的 小型雙面膠印 機(jī)離合壓凸輪一連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 雙面膠印機(jī)離合壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 所有這些論 文所講述的內(nèi)容與本課題所研究的內(nèi)容有較大差異 9 1 1 4 本文的主要研究?jī)?nèi)容 1 4 1 離合壓機(jī)構(gòu)建模與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 基于u g 軟件強(qiáng)大的c a d c a e 功能 對(duì)離合壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 首先應(yīng)用建模模塊繪制相關(guān)的零件圖 接著應(yīng)用裝配模塊對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行虛擬裝 配 最后應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)模塊對(duì)裝配模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真 得出相應(yīng)關(guān)鍵構(gòu)件 的位移 速度和加速度等運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)n 2 1 們 通過對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的分析 找出該 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上的不足 為機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù) 1 4 2 離合壓凸輪機(jī)構(gòu)分析與改進(jìn)設(shè)計(jì) 基于上述的分析結(jié)果 對(duì)離合壓機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件一凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析與改進(jìn) 設(shè)計(jì) 應(yīng)用o r i g i n 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理 剔除各種誤差 運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助 5 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 設(shè)計(jì) 數(shù)值分析和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論知識(shí)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析比較 求出適合該機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪廓線運(yùn)動(dòng)方程 5 1 7 1 1 4 3 離合壓機(jī)構(gòu)系列化設(shè)計(jì) 通過相關(guān)參數(shù)的分析 對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行縮放設(shè)計(jì) 以滿足市場(chǎng)的需求 并以滾 筒間中心距尺寸變化為參照 進(jìn)行概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為產(chǎn)品的系列化設(shè)計(jì)提 供一種方法 1 4 4c a d 輔助軟件設(shè)計(jì) 應(yīng)用v i s u a lb a s i c 軟件為離合壓機(jī)構(gòu)編制可視化界面 軟件設(shè)計(jì)成人機(jī)對(duì)話 界面 輸入設(shè)計(jì)參數(shù) 點(diǎn)擊相應(yīng)指令按鈕 就能輸出結(jié)果 從而提高設(shè)計(jì)工作的 效率 1 5 相關(guān)軟件介紹 v i s u a lb a s i c 以結(jié)構(gòu)化的b a s i c 語(yǔ)言為基礎(chǔ) 以事件驅(qū)動(dòng)為運(yùn)行機(jī)制的圖 形化開發(fā)工具 具有方便的操作界面 容易了解的語(yǔ)言表達(dá)方式以及強(qiáng)大的窗口 界面功能 本文主要應(yīng)用v i s u a lb a s i c 6 0 軟件編制程序界面 計(jì)算數(shù)據(jù) 顯示圖 形 1 舳 o r i g i n 運(yùn)行時(shí)是一個(gè)多文檔界面 m u l t i p l ed o c u m e n ti n t e r f a c e m d i 一個(gè)工程文件可以包括多個(gè)子窗口 如w o r k s h e e t s i 作表窗口 g r a p h 繪圖窗 口 f u n c t i o ng r a p h i 函數(shù)圖窗口 m a t r i x 矩陣窗口 l a y o u tp a g e 版面設(shè)計(jì)窗口 r e s u l tl o g 結(jié)果記錄窗口 一個(gè)工程文件中的各窗口相互關(guān)聯(lián) 可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的 實(shí)時(shí)更新 它具有兩大類功能 數(shù)據(jù)分析和繪圖 數(shù)據(jù)分析包括數(shù)據(jù)的排序 調(diào) 整 計(jì)算 統(tǒng)計(jì) 曲線擬合等各種完善的數(shù)學(xué)分析功能 繪圖功能是基于模板的 o r i g i n 本身提供了幾十種二維和三維繪圖模板而且允許用戶自己定制模板 繪圖 時(shí) 只需選擇相應(yīng)的模版 蚴2 1 u n i g r a p h i c su g 是集c a d c a e c a m 于一體 面向制造業(yè)的高端軟件 已被廣泛應(yīng)用于概念設(shè)計(jì) 工業(yè)設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)以及工程仿真和數(shù)字化制造等各 個(gè)領(lǐng)域 u g 的使用是基于其大量的功能模塊 如c a d 模塊 c a e 模塊 c a m 6 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 模塊等 其中c a e 模塊中的u g 機(jī)構(gòu)學(xué) u g s c e n a r i of o rm o t i o n 嵌入了求解 器a d a m s 可以對(duì)二維和三維機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué) 動(dòng)力學(xué)分析及設(shè)計(jì)仿真 分析產(chǎn)品的臨界位置 反作用力 速度及加速度等幢3 啪1 7 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章離合壓機(jī)構(gòu)建模與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 對(duì)離合壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 主要是了解離合壓機(jī)構(gòu)中關(guān)鍵零 部件的位 移 速度及加速度值 從而對(duì)離合壓機(jī)構(gòu)的實(shí)際工作狀況有一總體的把握 改進(jìn) 設(shè)計(jì)時(shí)才能有的放矢 2 1p z 4 6 5 0 離合壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 圖2 1 所示為本文所要研究的p z 4 6 5 0 型單張紙膠印機(jī)的離合壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 該機(jī)構(gòu)是仿制德國(guó)海德堡公司所生產(chǎn)的m o v 型膠印機(jī)的離合壓機(jī)構(gòu) 采用 三 1 合壓凸輪 2 離壓凸輪 3 8 擺桿 4 碰塊 5 6 擺動(dòng)撞塊機(jī)構(gòu) 7 擺臂 9 一連桿 1 0 一壓印滾筒 1 1 一 浮動(dòng)支撐 1 2 橡皮滾筒 1 3 印版滾筒 1 4 左上壓力 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 1 5 軸承套 1 6 左下壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 圖2 1p z a 6 5 0 離合壓機(jī)構(gòu) 點(diǎn)支承 順序離合壓方式 橡 皮滾筒軸o r 置于兩個(gè)壓力調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)1 4 1 6 與一個(gè)浮動(dòng)支 承1 1 的軸承套內(nèi) 軸承套外 圓設(shè)計(jì)有特殊的輪廓曲線 合 壓時(shí) 合壓凸輪1 推動(dòng)擺桿3 作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 擺桿3 上的碰 塊4 推動(dòng)擺動(dòng)撞塊機(jī)構(gòu)5 使擺 臂7 轉(zhuǎn)動(dòng) 通過連桿9 使軸承 套1 5 作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 其外圓 輪廓由低面轉(zhuǎn)到高面依次滾 到印版滾筒1 3 和壓印滾筒1 0 所對(duì)應(yīng)的滾輪1 6 1 4 上 同 時(shí)克服由彈簧支撐的平衡滾 子壓力使?jié)L筒依次與印版滾 筒和壓印滾筒相合壓 離壓的過程則相反 通過離壓凸輪2 的轉(zhuǎn)動(dòng) 最終使軸承 套作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 軸承套由高面轉(zhuǎn)向低面 在彈簧支撐滾柱壓力及滾筒重力作用 下依次離壓 8 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 2 離合壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 離合壓工藝動(dòng)作應(yīng)遵循印刷工藝過程 印刷裝置及相關(guān)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 按照嚴(yán)格的時(shí)間 位移規(guī)律進(jìn)行 保證不出 半白半彩 印張 不發(fā)生背面 蹭臟等現(xiàn)象 在離合壓過程中 印刷裝置應(yīng)平穩(wěn)移動(dòng) 不能歪斜 無沖擊現(xiàn)象 合壓或離壓位置的定位應(yīng)穩(wěn)定可靠 單張紙印刷機(jī)的離合壓時(shí)間必須在兩次壓印的時(shí)間間隔內(nèi)完成 出現(xiàn)走紙故障后 滾筒及時(shí)自動(dòng)離壓 從而撤除印刷壓力 2 3 順序離合壓 2 3 1 順序離合壓動(dòng)作要求 順序離合壓包括合壓與離壓兩個(gè)動(dòng)作過程 也稱二次合壓 當(dāng)橡皮滾筒 的咬口邊和印版滾筒的咬口邊接觸時(shí) 這兩個(gè)滾筒合壓完畢 完成一次合壓 橡 皮滾筒繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) 當(dāng)橡皮滾筒的咬口邊和壓印滾筒的咬口邊接觸時(shí) 這兩個(gè)滾筒 合壓完成 合壓時(shí)間稍微早一點(diǎn)可以 橡皮滾筒與印版滾筒合壓晚了會(huì)使印版咬 口處的油墨轉(zhuǎn)印不到橡皮布上 第一張紙的咬口邊就印不上字 同樣 橡皮滾筒 與壓印滾筒合壓時(shí)間晚了 橡皮滾筒上的字也印不到第一張紙的咬口邊 離壓順 序與上述順序相反 壓印滾筒和橡皮滾筒先離壓 印版滾筒與橡皮筒后離壓 離壓時(shí)間應(yīng)是橡皮滾筒的拖稍邊和壓印滾筒的拖稍邊相對(duì)時(shí) 這兩滾筒開始離 壓 離壓時(shí)間稍微晚一點(diǎn)可以 但過早不行 橡皮滾筒與壓印滾筒過早離壓會(huì)導(dǎo) 致紙張拖梢部分不能印上 出現(xiàn)半彩半白 2 3 2 順序離合壓時(shí)序條件 三滾筒順序離合壓如圖2 2 所示 設(shè)滾筒合壓過程中的轉(zhuǎn)角為0 滾筒的排 列角為口 空檔角為p 橡皮滾筒與印版滾筒前口在到達(dá)壓印接觸區(qū)中的點(diǎn)彳 提前y 合壓 圖2 2a 為了保證橡皮滾筒與壓印滾筒是在圖文的拖梢邊通過壓印 點(diǎn)c 之后才開始合壓 則應(yīng)有 0 a y b 2 1 9 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 a b 圖2 2 順序離合壓 顯然 0 值取得大一些有利于 保證橡皮滾筒與壓印滾筒在圖文 拖梢邊通過壓印點(diǎn)c 之后合壓 但 若過大 可能會(huì)使橡皮滾筒與壓印 滾筒的咬口邊經(jīng)過c 點(diǎn)后才合壓 仍然不能滿足要求 所以為了保證 橡皮滾筒與壓印滾筒的咬口邊在c 點(diǎn)前合壓 則應(yīng)有 0 q 2 2 綜合 2 1 2 2 式 滾筒的 轉(zhuǎn)角口應(yīng)滿足下式 q 芝0 q 丫一b 時(shí)間間隔取決于偏心軸承的位置安排以及離合壓凸輪的輪廓曲線 2 4 滾筒間中心距與印刷壓力 l 圖2 3 印刷壓力示意圖 通常在生產(chǎn)中把橡皮布最大壓縮變形 值稱為印刷壓力 釘 實(shí)際上最大壓縮量 變 形值 就是兩相壓滾筒筒體的半徑之和加 上紙張 襯墊等的厚度與兩滾筒實(shí)際中心 距之差 印刷壓力通過調(diào)節(jié)滾筒包襯及滾 筒間的中心距獲得 圖2 3 為印刷壓力示 意圖 入p b 2 r p 6p r b 6b l p b 入b i r b 6b r i 6i l b i 尼 尼 尼分別為印版滾筒 橡皮滾筒和壓 印滾筒的簡(jiǎn)體半徑 厶 厶 分別為橡皮滾筒與印版滾筒和壓印滾筒之間的實(shí)際中心距 萬 萬 萬 分別為印版及其襯墊的總厚度 橡皮布及其襯墊的總厚度 紙 張的厚度 a 面 a 分別為橡皮布滾筒與印版滾筒和壓印滾筒之間的最大壓縮量 1 0 海大學(xué)碩 學(xué)位皓文 平版膠印機(jī)的印刷壓力涉及到滾筒中心距 簡(jiǎn)徑 印版 橡皮布 襯墊 印 刷紙張等 滾筒壓力過大 會(huì)使圖文失真 滾筒壓力過小 會(huì)使油墨轉(zhuǎn)移率降低 印版圖文的轉(zhuǎn)移不夠完整 要想獲得理想的印刷壓力必須做到 1 1 準(zhǔn)確地測(cè)量 和調(diào)節(jié)好滾筒中心距 2 精確地測(cè)量和計(jì)算包村的厚度 2 5 基于u g 軟件的離合壓機(jī)構(gòu)建模與裝配 2 5 1 零件建模 按測(cè)繪的尺寸建構(gòu)零件的三維實(shí)體模型洶1 對(duì)離 合壓凸輪 橡皮滾筒軸 承套零件 測(cè)繪的值為離散點(diǎn)值 建模時(shí)首先將這些離散坐標(biāo)點(diǎn)生成為后綴名為 d 砒的數(shù)據(jù)文件 應(yīng)用s p l i n e t h r o u g h p o i n t s p o i n t s f r o mf i l e 指令 讀入 d a t 數(shù) 據(jù)文件 繪制各輪廓線 通過e x t r u d e 等指令生成離 合壓 輪及軸承套的零件 圖 圖2 4 所示為建構(gòu)后的部分零 部件模型 2 5 2 離合壓機(jī)構(gòu)子裝配件及裝配模型 應(yīng)用u g 軟件的裝配模塊 創(chuàng)建支撐座 離臺(tái)壓 輪 撐牙 拉桿及擺臂構(gòu) 件的子裝配模型 離合壓機(jī)構(gòu)的裝配主模型忡1 如圖2 5 所示 目眄 卑 鼉 址 o 鼉 o o 圳 一 一 三i 三 一 一 一 f z 一一一一 穿 暑零暑 z 暑 一i 釜 二二 二 一 三二 一 一 宣i i0 礦 i 婚y j 十7 學(xué)l 一 z 薹7o i ii e 一r l 毒 j r 吾耋 j o i j 堇 三二 i 囝i t 一 一 一 目j j 口 田 t ii 7 二 一 7 j 一 二 i0 田t 一 譬 二 i i 量 譬0 i j j 堇 鼉一 弋驀皆 上海大f i 位m 女 e j 自 a 一 一 一一 一一一一 z j u 5 n 趣ii 毋 e 口 口 目目 z i 鋤 7 一 一 二 7 一 二一點(diǎn)一 蘭 二二一一一 篡一二 三二 一1 薹9 m 一i b 一 r 一i1i i 一i i o 一 一 j o 一一 j 二 點(diǎn)一二 三二二 一三 蘭一 三二二 一 一 莓一 一 懈女 論i l 日 口 口 e田 c 目 0 一 l一一 jj 二 二一 蘭二二 吉一 阡 二 蔓一 三二二 一 幽24 零 部竹c a d 模型 l 太f i n 滄z j r 1t h r q td 1 一 ph j o t kxnb i ojo t f v r jl t 出 2 玨t 惴 4 一 i 1 44 幽25 離臺(tái)j 機(jī)構(gòu)裝雕j 二槿 2 6 離合壓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真建模 導(dǎo) 裟配牛模型 對(duì)相關(guān)于裝自c 件進(jìn)行簡(jiǎn)化 與運(yùn)動(dòng)分析無關(guān)的零件不顯 丘 1 裝配卡模型l 對(duì)簡(jiǎn)化后的離合壓裝配士模型創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)仿真 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)仿真包 括創(chuàng)建連桿 運(yùn)動(dòng)副及定義運(yùn)動(dòng)馳動(dòng) 2 6 1 創(chuàng)建連桿 對(duì)線在線h i c u r v co n c u r v ej o i n t o j 相關(guān)零件 i 輪 擺動(dòng)滾r 軸承套 i r 支撐鷹滾r 建構(gòu)輔助曲線 保證對(duì)應(yīng)曲線位置在裝配圖葉l 熱曲 建構(gòu)的 f 線加入各門零件的0 用集巾 r e 佬r e n c es e t s 根據(jù)離合壓機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)芙系 建 立各連桿 l j n k 瑚lf 1l 0 0 l 一離 合雕 輪 f 輪輪廓建構(gòu)曲線 2 l 0 0 2 擺桿 擺動(dòng)從動(dòng)件滾于建構(gòu) l 線 撐牙 3 1l 0 0 3 一摧骨與黼爪 4 l 0 0 4 拉桿 5 l 0 0 5 一軸承套及其建構(gòu)曲線 橡皮滾筒 i l 學(xué)但絕t 6 l 0 0 6 印版滾筒 壓印滾筒 質(zhì)量屬性均設(shè)為自動(dòng) a u t o m a t i c 2 6 2 定義運(yùn)動(dòng)副 根據(jù)設(shè)備實(shí)際i 作情況定義運(yùn)動(dòng)剮如f 1 j 0 0 1 一連樸l l 0 0 1 與地同定 構(gòu)硅同定旋轉(zhuǎn)剮 r e v o l u t c 2 j 0 0 2 連桿2 l 0 0 2 與地固定 構(gòu)建杯面副 c y l i n d r i c a l 3 j 0 0 3 連樸3 l 0 0 3 與地固定 構(gòu)建固定旋轉(zhuǎn)剮 r e v o l u t e 4 j 0 0 4 連桿3 l 0 0 3 與連桿4 l 0 0 4 建立萬叫節(jié)運(yùn)動(dòng)副 u n i v e r s a l 5 j 0 0 5 一連桿4 l 0 0 4 與連桿5 l 0 0 5 建立旋轉(zhuǎn)副 r e v o l u t e 6 j 0 0 6 一連樸6 l 0 0 6 與地閻定 構(gòu)建洲動(dòng)剮 s l i d e r 7 j 0 0 7 一臺(tái)慷f 懌 i 擺動(dòng)滾子從動(dòng)件定義線存線l 一剮 c u r v eo t 3c u r v e 8 j 0 0 8 軸承套與上史撐鷹滾r 定義線在線上剮 9 1j 0 0 9 一軸承套與上支撐座滾 定義線在線上副 1 0 g 0 0 l 一撐牙 j 棘爪建構(gòu)3 d 接觸 設(shè)定材制阻尼系數(shù) 1 1 d 0 0 l 一 z 情運(yùn)動(dòng)副j 0 0 3 e 義阻尼元件 設(shè)定相應(yīng)參數(shù) 2 6 3 定義運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng) 對(duì) 輪運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)副j 0 0 1 設(shè)定為恒速 c o n s t a n t 速度值設(shè)為1 s 位移 與加逮度的衲始值設(shè)為o 建構(gòu)后的臺(tái)壓與離壓機(jī)構(gòu)仿真模型如幽2 6 27 所示 墨 26 臺(tái)壓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真欄 及世定 1 6 湃 學(xué)碩 1 學(xué)位論i 罔27 離 r 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真模型及設(shè)定 2 7 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真與分析 由于離合壓機(jī)構(gòu)中的軸承套為三點(diǎn)支撐式結(jié)構(gòu) 且軸承套外周面為非圓豐乇 呵 故其中心位置小能確定 何時(shí)開始合壓的位置也不易確定 為便十分析 先 對(duì)離壓動(dòng)作進(jìn)行分析 當(dāng)機(jī)構(gòu)至離壓點(diǎn)的位置叩為合壓開始點(diǎn)的位置 2 7 1 離壓點(diǎn)位置確定 導(dǎo)入離壓機(jī)構(gòu)仿真模型 應(yīng)崩圖表 g r a p h i n g 功能 生成運(yùn)動(dòng)副j 0 0 2 的角位 移圖如圖28a 示 圖2 8b 為離壓位置放大圖 用o r i g i n 軟件分析仿真數(shù)據(jù)可知 當(dāng)離壓凸輪轉(zhuǎn)至1 7 6 3 0 3 時(shí) 凸輪從動(dòng)件順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 由21 節(jié)內(nèi)容知該區(qū) 間為離壓運(yùn)動(dòng)區(qū)間 在橡皮滾筒 印版滾筒 壓印滾筒上設(shè)定標(biāo)志點(diǎn)a 0 0 1 a 0 0 2 a 0 0 3 應(yīng)用 分析選項(xiàng)的測(cè)量功能 設(shè)定橡皮滾筒與印版滾筒中心距m e 0 0 l a 0 0 1 a 0 0 2 橡 皮滾筒與壓印滾筒中心距為m e 0 0 2 a 0 0 1 a 0 0 3 軸承套與水平方向轉(zhuǎn)角為 m e 0 0 3 運(yùn)行運(yùn)動(dòng)仿真 點(diǎn)擊列出測(cè)量值 l i s t m e a s u r e m e n t 對(duì)給出的數(shù)據(jù)進(jìn)行 處理 分析軸承套轉(zhuǎn)角的數(shù)據(jù) 繪制成圖表如圖29a 所示 圖2 9 b 為局部放大 圖 從分析圖丌1 數(shù)據(jù)可知 當(dāng)高壓凸輪轉(zhuǎn)至2 0 0 3 0 1 時(shí) 執(zhí)行離壓動(dòng)作 至3 0 1 時(shí)離壓過程結(jié)束 軸承套標(biāo)識(shí)線與水平方向夾角為4 09 l 此值即為 離合壓機(jī)構(gòu)合壓時(shí)的初始值 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 一 3 0 一 1 2 0t 橢2 4 0 塒撕螄一 膏壓凸輪轉(zhuǎn)新p 圖2 8 機(jī)構(gòu)離壓時(shí)凸輪從動(dòng)件角位移分析 0 1 2 01 5 01 8 02 1 02 4 02 03 3 3 03 6 0 膏壓凸輪轉(zhuǎn)一 a b b 圖2 9 軸承套角位移變化 運(yùn)用測(cè)量功能分析滾筒中心距尺寸變化 圖2 1 0 a 表示了凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的 過程中 橡皮滾筒與印版滾筒及橡皮滾筒與壓印滾筒間中心距尺寸的變化 圖中 上邊的線表示的是橡皮滾筒與印版滾筒間中心距變化 下邊的線表示的是橡皮滾 筒與壓印滾筒間中心距變化 圖2 1 0 b 為局部放大圖 圖中不僅顯示了離壓過 程完成后 橡皮滾筒與印版滾筒 橡皮滾筒與壓印滾筒中心距分別為2 2 1 2 5 m m 2 2 1 9 1 m m 而且說明了離壓時(shí)橡皮滾筒先與壓印滾筒離壓 然后與印版滾筒離壓 的順序關(guān)系 0 鐘1 2 01 5 01 8 02 1 02 4 02 7 03 0 03 3 0 枷 離壓凸輪轉(zhuǎn)角m a 圖2 1 0 離壓時(shí)滾筒間中心距變化 1 8 b l 海太學(xué)碗i 學(xué)位沱文 2 7 2 合壓時(shí)從動(dòng)件角位移變化規(guī)律 導(dǎo)入合壓機(jī)構(gòu)仿真模型 應(yīng)用目衷功能 得h 的從動(dòng)什角位移變化如罔21l 不 從罔中數(shù)據(jù)可知f 輪轉(zhuǎn)至0 1 0 3 叫為合堆區(qū)間 1 0 3 為合壓點(diǎn) 這時(shí) 從動(dòng)件擺臂逆時(shí)針轉(zhuǎn)至最大角75 4 4 當(dāng)合壓i i 輪轉(zhuǎn)至2 3 3 時(shí) l 一一i 輪從動(dòng)件 順時(shí)針轉(zhuǎn)至最大角86 3 3 2 3 3 角度點(diǎn)為f n l 輪從動(dòng)件最低位移點(diǎn) 以此位黃點(diǎn) 為參考 變換裝配豐模型的裝配角 運(yùn)動(dòng)豐模型便會(huì)白動(dòng)更新 i廠 j 式歹 幽21 l 凸輪合h 時(shí)從動(dòng)仆角位移什析 2 7 3 合壓時(shí)滾筒間中心距及軸承套角位移變化規(guī)律 為便于分析 以從動(dòng)什角位移處于最低位置時(shí)的 r 1 1 輪位置作為起始運(yùn)動(dòng)分析 位置 則裝配豐模型裝配角為1 2 7 3 6 0 一2 3 3 如圖21 2 所示 與高壓時(shí)中 心距參數(shù)設(shè)定相似 將滾筒問中心距 軸承套角位移洲量分別設(shè)為m e 0 0 l m e 0 0 2 m e 0 0 3 運(yùn)行運(yùn)動(dòng)仿真 列出測(cè)量值 對(duì)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理 如圖2 1 3 2 1 4 所示 幽2 1 4 中 上端為橡皮滾筒與壓印滾筒問中心距 f 端 為橡皮滾筒與印版滾筒 中心距 從罔中可知 該機(jī)構(gòu)臺(tái)壓區(qū)問為0 f 2 3 3 1 2 7 1 0 3 2 3 3 2 3 0 i n l 輪轉(zhuǎn)至1 0 3 時(shí) 橡皮滾筒 印版滾筒 壓印壤筒 問中心距距離分別為2 2 09 0 m m 2 2 09 2 m m 軸承套最大角位移為6 70 8 l 嘲21 2 臺(tái) j 凸輪袈配主模型 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 o 1 凸輪轉(zhuǎn)角識(shí) 3 圖2 1 3 合壓時(shí)軸承套角位移變化 2 7 4 調(diào)節(jié)支撐滾輪位置滾筒間中心距變化 箍蒜毒麓箏 尹 圖2 1 4 合壓時(shí)滾筒間中心距變化 圖2 1 5 所示為支撐軸承套的支承座滾輪部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 該部件主要由偏心 軸 滾球座 滾球及襯套組成 圖中d 為偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)中心 d 2 表示偏心軸與 滾球的配合中心 仍為偏心軸標(biāo)識(shí)孔位置中心 滾球座與墻板固定連接 轉(zhuǎn)動(dòng) 偏心軸 滾球隨著偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變 位置 起到徑向調(diào)節(jié)的作用 設(shè)圖示偏 心距d d 2 為a 則滾球的徑向調(diào)節(jié)范圍 為o 2 a 轉(zhuǎn)動(dòng)固定支撐座滾輪部件中偏心軸 的角度 可以調(diào)節(jié)滾筒間的印刷壓力 以上分析的均是當(dāng)偏心軸的裝配位置為 o 圖2 1 5 中1 2 點(diǎn)鐘方向 以此位置旋 轉(zhuǎn)偏心軸時(shí) 逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)角度設(shè) 1 偏心軸 2 滾球座 3 滾球 4 襯套 圖2 1 5 固定支撐座滾輪部件 為正值 時(shí)的結(jié)果 要想知道偏心軸在其它位置時(shí)滾筒間中心距尺寸 只需改變 裝配主模型的裝配角度 重新運(yùn)行測(cè)量功能 即可得到相應(yīng)結(jié)果 以下各圖分別 為偏心軸位于9 0 1 8 0 裝配位置時(shí) 滾筒間中心距變化 圖中橫坐標(biāo)表示凸 輪轉(zhuǎn)角 縱坐標(biāo)表示滾筒間中心距 圖2 1 6 2 1 9 中r 坤表示橡皮滾筒與印版滾 筒間中心距變化規(guī)律 r 卜f 表示橡皮滾筒與壓印滾筒間中心距變化規(guī)律 2 0 0 7 5 4 3 2 1 o 8 翻 翻 翻 捌 翻 翻 翻 翻 翻 拗 拗 占鯉審壬墾星聰 孫 舯 一 簿犁黑怖 霉 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 淼黼 圖2 1 6 離壓時(shí)偏心軸于9 0 位置 滾筒間距離 器黼 圖2 1 7 離壓時(shí)偏心軸于1 8 0 位置 滾筒間距離 i 黼 圖2 1 8 合壓時(shí)偏心軸于9 0 位置 滾筒間距離 器黼 圖2 1 9 合壓時(shí)偏心軸于1 8 0 位置 滾筒間距離 表2 1 偏心軸周向位置與對(duì)滾筒間應(yīng)中心距值 m m 淤 合壓離壓 r r p r r i r r p r r i 偏心軸位置 o o 2 2 0 8 9 62 2 0 9 0 82 2 1 2 4 92 2 1 9 1 l 9 0 o 2 2 0 8 9 52 2 0 8 8 92 2 1 4 6 42 2 1 1 0 3 1 8 0 2 2 0 8 72 1 9 1 2 52 2 1 4 7 92 2 0 1 8 6 2 1 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 7 5 合壓時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件角速度及角加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 該膠印機(jī)在8 0 0 0 r h 運(yùn)行時(shí) 出現(xiàn)凸輪磨損嚴(yán)重 噪聲大等問題 應(yīng)用圖表 功能對(duì)凸輪從動(dòng)件作運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 設(shè)定凸輪運(yùn)動(dòng)副j 0 0 1 運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)為恒速 c o n s t a n t 角速度為8 0 0 s 8 0 0 0 印 d 時(shí) 執(zhí)行圖表 g r a p h i n g 功能 設(shè)定時(shí)間為o 9 s 步數(shù) s t e p s 設(shè)為7 2 0 凸輪轉(zhuǎn)兩周 得出凸輪從動(dòng)件角速度與角加速度變化如圖 2 2 0 2 2 1 所示 從圖中數(shù)據(jù)可知 合壓凸輪從動(dòng)件的角速度與角加速度存在跳 躍點(diǎn) 且幅值變化較大 需對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì) 才能適應(yīng)該機(jī)構(gòu)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要 求 r 南凸輪轉(zhuǎn)角 圖2 2 0 合壓時(shí)從動(dòng)件角速度圖2 2 1 合壓時(shí)從動(dòng)件角加速度 2 7 6 離壓時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件角速度及角加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 與合壓設(shè)定類似 運(yùn)用圖表功能分析離壓時(shí)凸輪從動(dòng)件角速度與角加速度變 化 如圖2 2 2 2 2 3 所示 從圖中知 角速度曲線亦存在局部跳躍點(diǎn) 需對(duì)該凸 輪機(jī)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì) 弋 廣南南 j 6 二 菇 3氣i 二 加 l l i 伸 h i rv 擴(kuò)i j z i i 一二4 1 l n 凸輪轉(zhuǎn)角 圖2 2 2 離壓凸輪從動(dòng)件角速度圖2 2 3 離壓凸輪從動(dòng)件角加速度 2 8 本章小結(jié) 本章對(duì)離合壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行闡述與分析 應(yīng)用u g 軟件對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模與仿 2 2二 伽 舢 一 一 枷 啪 m 珊 瑚 一 越艘裳牢日魯 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 真 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 運(yùn)用該軟件運(yùn)動(dòng)仿真模塊的測(cè)量 m e a s u r e m e n t 功能與圖 表 g r a p h i n g 功能 對(duì)滾筒間中心距及凸輪從動(dòng)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 講述了一 種滾筒間中心距的分析方法 得出了滾筒間中心距數(shù)據(jù) 為滾筒間的壓力調(diào)節(jié)提 供了參考 通過凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析得知 該離 合壓凸輪機(jī)構(gòu)在高速 運(yùn)行時(shí)存在加速度曲線有突變點(diǎn) 高速運(yùn)行時(shí)有沖擊與振動(dòng) 需對(duì)離合壓機(jī)構(gòu)進(jìn) 行改進(jìn)設(shè)計(jì) 2 3 l 海大 學(xué)位論女 第三章離合壓凸輪機(jī)構(gòu)誤差分析 3 1 引言 p z 4 6 5 0 膠印機(jī)的離合壓i n l 輪機(jī)構(gòu)裝配簡(jiǎn)圖如圖31 所示 該n 輪機(jī)構(gòu)為擺 動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形i l 輪機(jī)構(gòu) 由上章對(duì)f n l 輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析知 原l l 輪廓線運(yùn)動(dòng)學(xué)性能較差 需進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì) 表3 1 為離合壓l 幾 輪機(jī)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)的參數(shù) 附表1 與附表2 中列出的值是 離 合壓 兀i 輪實(shí)際廓線的測(cè)量值 這些測(cè)量數(shù)據(jù)中含有多方面的誤差 主要包括 幽31 離合壓凸輪機(jī)構(gòu) 表3 1 離臺(tái)壓凸輪的參數(shù) m m 合壓凸輪離壓凸輪 滾子半徑r 2 35 中心距a 1 4 5 基圓半徑n 6 96 7 3 擺臂l 1 0 0 1 設(shè)計(jì)誤差 原理誤差 方法誤差 設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí) 由于采用簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)或近 似理論 使實(shí)際機(jī)構(gòu)與理想機(jī)構(gòu)產(chǎn)生定的偏差而造成的原理或方法誤差 2 制造誤差 加工誤差 機(jī)構(gòu)構(gòu)件在加工制造及裝配過程中所造成的構(gòu)件 尺寸 形狀以及相互位置等誤差 3 使用誤差 工作誤差 運(yùn)行誤差 機(jī)構(gòu)構(gòu)件在使用工作過程中 由于 2 4 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 受力變形 摩擦 磨損等因素造成的誤差 4 測(cè)量誤差 測(cè)量機(jī)構(gòu)尺寸或運(yùn)動(dòng)參數(shù)時(shí) 由于測(cè)量工具的不盡完善及觀 測(cè)方法等因素造成的誤差 為了提高反求零部件的質(zhì)量 需把被測(cè)凸輪輪廓的綜合性誤差從測(cè)量數(shù)據(jù)中 分離出來 在不具備原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的情況下 試圖從凸輪輪廓的檢測(cè)數(shù)據(jù)直接判 斷各種誤差是困難的 實(shí)驗(yàn)研究表明 凸輪所選擇的輪廓曲線上0 5 m m 范圍內(nèi)有 0 0 1 r a m 的徑向加工誤差 將會(huì)造成明顯的加速度突變 而在0 5 m m 范圍內(nèi) 若 有0 0 5 r a m 的徑向加工誤差 就會(huì)造成沖擊現(xiàn)象 鑒于從動(dòng)件類加速度 或類角加 速度 對(duì)凸輪輪廓的局部誤差相當(dāng)敏感 考慮從該類參數(shù)著手分析凸輪的加工誤 差并用其來修正設(shè)計(jì)結(jié)果陽(yáng)刪 3 2 離 合壓凸輪廓線分析 3 2 1 凸輪實(shí)際輪廓線上點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)值 離 合壓凸輪給定的設(shè)計(jì)值為離散的測(cè)量值如附表1 附表2 所示 給定的 數(shù)據(jù)是凸輪從0 到3 6 0 每隔1 所對(duì)應(yīng)的向徑值 00 81 0 k l 0 k ek 1 03 5 9 03 6 0 p0 pl pk 1 pk pk 1 p3 5 9 p3 6 0 對(duì)于任意離散點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)值可以由數(shù)值微分方法求出其近似值 本文采用5 點(diǎn)數(shù)值微分公式啪 們 設(shè)取五點(diǎn)甄2 繇 x 七 和凰 2 相應(yīng)的函數(shù)值為 y k 2 y k l yk y k 1 和y k 2 則xk 處的微分值由下式確定 k t f x o2 去陬一z 一玖 8 k 1 y k 一 3 1 式中h 為步長(zhǎng) h x k 1 一x k 2 x k xk l x k l x k x k 2 x k l 0 式 3 1 按極坐標(biāo)表示則為 見t f 仇 2 去防柚一幾z 8 阻 一眼 3 2 式中辦 護(hù) 廣口塒 8 e o k 尸口七 廣o k 0 七 2 一矽七 當(dāng)五較小時(shí) 由上式可 以確定凸輪廓線上點(diǎn)的切線和法線 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 2 2 凸輪廓線上切線和法線確定 如圖3 2 示 凸輪廓線在g 點(diǎn)的向徑p 七與其切線刀的夾角 由下式確定 一咖嘗 3 3 則 輪廓線在q 點(diǎn)的切線刀和法線n n 與x 軸的傾角入k 和r lk 分別為 以朝k z 刪a n 品 3 4 r h 五一9 0 o k a r c t a np k 一9 0 3 5 p k 式中p 由式f 3 2 1 確定 3 2 3 凸輪理論廓線確定 滾子從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)中 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)與凸輪理論廓線直接有關(guān) 按測(cè) 得的凸輪實(shí)際廓線的極坐標(biāo)值確定其理論廓線上的極坐標(biāo)值 如圖3 3 中有 a e a q q e 3 6 分別在兩坐標(biāo)軸上投影 圖3 3 按凸輪實(shí)際廓線確定其理論廓線 2 6 上海大學(xué)碩 學(xué)位論文 箸p 胛xs i no 哦k 蝴m rs i n c o s r l k 仇 伊7 k 矢量面的向徑和向徑角分別為 扛可7 知i 麗而麗瓦萬瓦面石麗面萬 州r c t g 五y k a r c t g 麗p ksin麗ok mr s i no k 3 8 上式中r k 和帆分別為凸輪理論廓線上e 點(diǎn)的向徑和向徑角 叫幻 m 為符號(hào) 系輯 當(dāng) 拎外緣廓緣與滾子相切時(shí) m 1 凸輪內(nèi)緣廓線與滾千相切時(shí) m 一 3 2 4 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律及壓力角 圖3 4 中 a 為兩軸心間的距離 盧d 為從動(dòng)件起始角位移 佝為基圓半徑 瑰為凸輪理論廓線上任一點(diǎn)向徑 p 七為從動(dòng)件角位移 由圖中幾何關(guān)系知 圖3 4 琢明從明仟還明覡俘儀施刀用