间歇旋转式递纸机构的运动学与动力学分析

间歇旋转式递纸机构的运动学与动力学分析

武淑琴[1]2002年在《间歇旋转式递纸机构的运动学与动力学分析》文中研究表明递纸机构作为单张纸印刷机中最为关键的机构之一,其运动学和动力学特性的优劣直接影响印刷品质量和印刷机速度的提高程度。采用间歇旋转式递纸机构的胶印机(如RAPIDA—SRⅢ型),在保证印品质量的前提下,印刷速度可达15000张/小时。而在我国目前的印刷机制造业中尚未采用这种递纸机构,在这方面的研究颇少。本课题以五槽槽轮叁拨销驱动的间歇旋转式递纸机构为例,对这种递纸机构从运动学和动力学角度进行研究分析,为设计制造该类型的递纸机构提供了理论依据。具体完成了以下几方面的工作: (1) 在刚性假设的基础上,采用矢量分析法,分析了间歇旋转式递纸机构的运动特性。 (2) 分析了构件误差和间隙对该递纸机构运动特性的影响,分析了影响该递纸机构精度的主要因素,为设计制造间歇旋转式递纸机构提供了必要的依据。 (3) 建立该递纸机构的动力学模型,分析了机构各构件弹性和槽轮副间隙对该递纸机构动态特性的影响。得出影响间歇旋转式递纸机构性能的主要因素,为设计这种递纸机构提供了减小动载荷的途径。 (4) 利用MATLAB软件,对整个系统进行仿真分析,得到了接近该机构实 西安理工大学硕士学位论文际运动的仿真曲线,从仿真曲线得出结论。 通过这些分析,不仅证实了间歇旋转式递纸机构在交接纸张时运动的平稳性、准确性,而且得到了影响该递纸机构运动特性和动力特性的各种主要因素。为适应现代印刷机的发展要求、设计高性能的递纸机构提供了新的思路和方法。

李长航[2]2008年在《高速胶印机递纸机构运动力学分析》文中指出递纸机构是单张纸胶印机中的重要机构,其结构形式和运动性能对胶印机的印刷精度和工作速度有着极其重要的影响。国产胶印机目前普遍采用的是摆动式递纸机构,由于整个机构的摆动惯性较大,在机器高速运转时会产生较大的振动,从而限制了印刷速度和精度的提高。而国外胶印机采用旋转式递纸机构(如德国海德堡),印刷速度可达15000r/h以上,符合现代胶印机高速、高精度的要求。本文采用刚性设计、动态校核的设计方案,对旋转式递纸机构进行设计和分析,确定其递纸牙的运动规律,利用运动学的相关理论对旋转式递纸机构进行了运动综合,设计出驱动递纸机构的凸轮,并对该机构进行动态静力学和弹性动力学特性分析。1.分析胶印机高速运转对递纸机构中凸轮连杆机构运动行程的要求,选择五次、七次多项式运动规律和修正正弦、修正梯形加速度运动规律进行分析,比较各运动规律的特征曲线,最终确定修正梯形加速度运动规律作为递纸牙的运动规律。2.运用共轭曲面原理,建立旋转式递纸机构运动坐标系,推导出凸轮机构的运动方程,求解出机构中各构件的运动参数,包括凸轮的轮廓线和压力角等性能参数,并按照连杆之间的位置关系建立矢量方程,对递纸机构进行运动分析,完成对递纸机构的刚性设计。3.采用动态静力分析方法分析了递纸机构各构件的受力和力矩,经MATLAB编程计算得到各构件的受力和驱动力矩曲线,直观显示了机构中各构件的刚体动力学特性,及惯性载荷对构件间内力和凸轮平衡转矩的影响。检验了旋转式递纸机构结构设计和运动规律选择的合理性。4.在合理假设的条件下,运用等效原则对递纸机构进行简化并建立凸轮从动件机构的弹性动力学模型,求解了系统工作端递纸牙的动态响应,完成了对递纸机构设计的动态校核。研究结果表明在15000r/h的运转速度下,所设计的旋转式递纸机构的动态偏差比摆动式递纸机构小,所以采用的刚性设计方案合理可行。

朱先梅[3]2004年在《递纸机构中共轭凸轮的结构设计及其参数优化》文中研究指明递纸机构作为单张纸印刷机的关键部件之一。其运动学和动力学特性的优劣直接影响印刷机性能、印刷速度和印刷品的质量。因此为提高产品的质量和产品的市场竞争力,对印刷机的递纸机构进行分析改造,是业内的研究方向之一。本文结合北人集团股份有限公司提出的具体技术改进要求,进行了凸轮驱动偏心转动式递纸机构的结构改造和分析,完成了如下工作: 1.分析了弹簧力封闭凸轮机构的诸多不足,引入采用几何封闭的共轭凸轮机构的思想,并建立了相应的研究分析空间模型。 2.选取确定了递纸牙的运动规律,并采用矢量叁角形方法对新机构进行了运动学分析。 3.根据运动学分析的从动件摆杆运动规律,设计了主驱动凸轮及共轭封闭凸轮的轮廓曲线,并进行了运动特征的校核和检验。 4.对从动件系统进行了动力学分析研究,分析了机构各构件的受力和力矩,直观展示了新机构中各构件的动力学特性。 5.从理论上建立了凸轮—从动件机构的振动模型,对机构进行了弹性动力学西安理工大学硕士学位论文 分析,研究结论揭示:新机构引起的弹性振动对机构执行杆件运动误差影 响不大,可以不予考虑,满足机器提速的精度要求。6.研究实现了新机构的参数化设计,为机构优化提供方法支持。7.编写了基于VisualC十十的面向对象程序软件,设计开发了若干功能模块, 实现了计算机辅助设计,为分析、设计提供便利工具,提高工作效率。

柴承文[4]2004年在《定心上摆式递纸机构的设计与运动仿真》文中指出递纸机构对单张纸印刷机生产速度和产品质量具有重要的影响,针对递纸机构的运动学和动力学特性分析对于提高机器性能具有现实意义。本文结合北京市教委基金项目“八开胶印机递纸机构研究”,采用刚性设计、动态校核的设计方案,利用运动学的相关理论对定心上摆式递纸机构进行了运动综合,设计出驱动递纸机构的凸轮廓线,并对该机构的动态静力学特性和弹性动力学特性进行了具体研究,为改进设计和制造该类型递纸机构提供了理论参考。具体完成工作如下: (1)设计了4种有代表性递纸摆臂的运动曲线,通过对比各曲线的特征值选取了综合特性较优3-4-5次多项式曲线作为递纸摆臂的运动曲线,分析了凸轮运动时间分配对递纸摆臂运动特性的影响,讨论了简化运动曲线的可行性; (2)利用复数矢量法,从已选定运动规律的递纸摆臂出发,对递纸机构进行运动综合,求解机构中各构件的运动参数,反求了凸轮的廓线和压力角等性能参数,完成了递纸机构的刚性设计,并结合凸轮的数控加工方法设计了盘形刀具中心的轨迹; (3)运用动态静力分析方法分析了惯性载荷对构件间内力和凸轮平衡转矩的影响,通过分析得知:咬纸牙排在递纸摆臂上的质量分布对系统的惯性载荷具有主要的影响; (4)在合理假设条件下,运用等效原则对递纸机构简化并建立弹性动力学模型,西安理工大学硕士学位论文求解了系统工作端—递纸摆臂的动态响应,完成了递纸机构设计的动态校核,证明了在设定速度下进行的递纸机构刚性设计是合理可行的; (5)运用vC十+6 .0开发了人机交互式递纸机构的设计和分析软件,该软件可以实现对定心上摆式递纸机构参数化设计以及动态静力和弹性动力分析,同时也可以作为通用的平面摆动式凸轮机构的设计软件。

李长航, 魏昕, 黄远祥[5]2008年在《胶印机递纸机构研究现状》文中进行了进一步梳理递纸装置作为单张纸胶印机的关键部件,直接影响着胶印机的印刷速度和印品质量。目前国内外胶印机所采用的递纸机构有摆动式递纸机构、旋转式递纸机构等。本文介绍了胶印机中各种类型的递纸机构的工作原理、特点、适用范围,分析了它们的运动力学性能,最后总结了它们的研究现状。

高少华[6]2008年在《递纸机构弹性的套印误差映射研究》文中提出递纸机构是单张纸印刷机中的关键部件之一,而偏心上摆式递纸机构在胶印机中的使用非常广泛,具有一定的典型性和代表性,其印刷精度的高低直接影响到印刷品的质量。本论文以YP1A1H递纸机构为原型,运用机构学原理和现代动态分析理论,对机构进行结构及弹性分析,考虑凸轮加工误差及构件弹性变形,对递纸牙端运动轨迹的误差映射进行研究,利用计算机仿真技术对几种常用从动件运动规律下机构的动、静态误差及其综合误差进行了对比分析。本论文的主要工作包括如下内容:(1)对机构进行了运动分析,分别选取四种常见的从动件运动规律,建立了递纸牙运动特性与凸轮轮廓的对应关系。(2)对机构进行静态结构分析,根据矢量关系分析,揭示凸轮型面的加工制造误差的递纸牙运动位移误差映射关系。研究表明:不同运动规律下产生的位移误差有所差异。(3)对递纸机构进行弹性动力学分析,首先对各构件的弹性变形进行了分析计算,然后求解出因此导致的递纸牙运动位移误差。研究表明:随着机器运行速度的提高,动态运动误差呈增长趋势。(4)考虑机构的动、静态原始误差,对机构进行了综合误差分析。研究表明:在取纸点,静态误差映射起主要作用;而在交接点,动态误差映射占统治地位。(5)结合VC和Matlab编写了递纸机构误差映射的结果比较的演示界面。通过课题研究,完成上述工作,达到预想目标,使机构适应更高的运动转速和合适的凸轮型面加工的允许误差范围。

郑新[7]2005年在《模切机递纸机构创新设计与研究》文中研究指明本课题针对上海亚华印刷机械有限公司生产的MW1050型自动平压模切机中影响纸张定位时间和模切精度的问题进行研究,引入胶印机递纸牙的设计理念,进行模切机递纸机构的创新设计,通过提高纸张的定位时间来提高整机的模切精度。课题的具体内容和创新归纳如下:1) 分析现有机型在纸张定位方面存在的问题,以及现有研究状况无法更好解决这一问题,指出了机构创新的必要性。并且,在模切机领域引入了胶印机递纸机构的理念,为机构创新标明了研究方向。2) 根据模切机的:[艺要求,进行机构选型,通过分析比较确定了以凸轮一连杆机构为初步的设计方案。3) 选择修正梯形加速度规律为从动件运动规律,确定机构参数,进行设计计算,并在MATLAB环境下编制了参数化的设计软件。4) 采用SOLIDWORKs软件实体建模,基于虚拟样机分析软件ADAMS进行机构的运动学、动力学和弹性动力学分析,结果表明所设计的机构满足设计要求。通过本课题的研究,不仅为模切机的改进提供了实用的解决方案,提高了模切机的整机性能,而且引入了胶印机递纸机构的理念,提出了一种创新机构的新思想,使模切机的研究有了一个更为全新的技术视野。

王清涛[8]2006年在《提高印刷速度及输纸精度的递纸系统优化设计》文中研究说明印刷机的递纸机构是纸张完成定位后传递给印刷滚筒的重要装置,是保证印刷速度、印刷精度、印刷质量和印刷过程顺利进行的关键部件之一。递纸机构的结构设计、制造精度、运动和动力学特性将直接关系到印刷机的印刷速度和套印精度。对现有递纸机构进行运动学分析,能为企业产品提高档次提供设计依据,还能通过对印刷机关键机构的理论研究,摸索出解决国产印刷机速度及精度问题的方法,为我国高速印刷机的设计与优化提供设计思想和设计参数,为开发出拥有我们自主知识产权的高速、高质量印刷机,建立起良好的基础平台。 首先,对递纸机构机械原理做了比较详尽的分析和研究。然后以凸轮、连杆为对象,建立了递纸机构的运动学模型,利用叁次样条插值的方法,并运用C语言编程,对递纸系统进行了优化设计。根据优化设计结果进行递纸机构的全新设计。 其次,对照优化前后的凸轮运动曲线,对递纸机构进行运动学分析,分析新机构如何提高印刷机的印刷速度,如何提高了输纸精度。 最后,利用SolidWorks软件对设计模型进行仿真和分析,能够模拟真实环境中的工作状况并对其进行分析和判断,以尽早发现设计缺陷和潜在的失败可能,提前进行修正,减少设计成本和周期。 优化设计后的递纸机构已应用于实际生产制造中,效果良好。

张磊[9]2007年在《槽轮机构的结构改进设计与应用研究》文中研究说明槽轮机构以结构简单、工作较为可靠等特点,在自动机械中被广泛采用。但随着现代机械运转速度和定位精度要求的不断提高,传统形式的直线槽轮机构的固有缺陷日益明显。因此,对直线槽轮机构的改进设计,引起了设计人员的关注和重视,出现了多种改进型式。本课题以高速单张纸胶印机间歇递纸机构为技术背景,对槽轮机构进行结构分析和改进设计,并对改进后的机构进行了相关工作性能分析与研究,为设计制造高速高精度间歇递纸机构提供了理论依据。本课题具体完成了以下几个方面的工作:(1)针对槽轮间歇递纸机构的工作原理及特性,从理论上分析指出了直线槽轮机构的固有缺陷。在总结现有槽轮改进方案的基础上,着重分析了曲线槽轮机构的运动和动力性能,揭示了其设计误区和瓶颈。(2)为克服曲线槽轮机构的设计误区并突破其设计瓶颈,研究提出一种具有组合轮廓线的槽轮机构,阐述和分析了机构的设计思想和设计要点,给出了该机构的运动学设计方案。(3)应用组合轮廓线槽轮机构的设计思想及方法,对单张纸胶印机间歇递纸机构进行了改进设计。基于Pro/E平台的运动和动力性能的仿真分析结果显示:组合轮廓线槽轮机构在满足交接要求的条件下,运动和动力特性得到显着改善,更适应高速运动要求。(4)结合间歇递纸机构的工作原理,对改进后的槽轮递纸机构进行动力特性研究,指出影响槽轮递纸机构动力性能的关键因素是槽轮的角加速度。以槽轮机构动力性能最优为目标函数,建立了优化设计的数学模型。(5)结合胶印机递纸机构的特点,将动力优化的数学模型应用于间歇递纸机构,基于MATLAB平台,对组合轮廓线槽轮机构进行动力优化设计,并对优化结果进行了分析和比较。分析结果表明:优化设计可以进一步提高组合轮廓线槽轮的动力特性,提高递纸精度和套印精度,对工程应用具有参考价值。

高煦尧[10]2018年在《印刷检品机取纸机构设计研究》文中研究表明产品的包装纸盒盒片在印刷后需经过检品机进行质检,为此需将整摞堆垛状态的纸盒盒片逐个取出并放置于传送带上。国内市场上的同类产品目前多为中低速,高速平稳设备的技术被国外所垄断,国内只能依靠进口而无法研发出高速自动化的取纸机构。根据国内现状和对取纸机构的初步设想,给出了以下要求:整体设备转速较高,可平稳实现每分钟1200次作业;其取纸吸盘在凸轮连杆机构的带动下,可实现复杂的运动轨迹,既不会与料仓发生干涉,又能在取纸时能完全贴合料仓并保持停顿配合气路提供负压,保证取纸过程的顺畅、可靠。结合要求给出了叁种方案设想,通过优劣对比最终确定为“两凸轮—五连杆”的组合机构。根据需要,首先设计出吸盘所需要的运动轨迹,根据运动轨迹得出连杆的相应位置和摆杆的摆动角度,摆角由凸轮廓线的变化来提供,所以再通过摆角的大小,采用反转图解和解析公式拟合两钟方法交替使用得出两个凸轮廓线。两凸轮固定不动,五杆机构绕着凸轮转动,在设备的一周安置6组杆机构,每分钟转200转便可实现1200次作业。之后在UG上进行叁维建模,将主要零部件导入到Solidworks里利用Motion插件进行运动学仿真。通过运动仿真对吸盘的轨迹、速度等数据进行分析,验证了该设计的可行性。之后对整个设备的其它非标准零件进行设计,主要包括机架轴承座、轴、转盘等,这之中最为重要的部分便是对真空气路的设计。设备在高速运转中,如何能够保证吸盘在需要的时刻吸纸和放纸,全部要靠在真空气路中设计的气阀来完成。气阀装置大致由阀针和端面凸轮构成,阀针在气路中用来当做阀门,它的一端被端面凸轮的廓线顶住,随着廓线的高低变化一进一出从而使得气路一开一闭。最后经过标准件的选择,整个设备在设计完善后,便可进行样机的加工制造,在参与了部分加工过程包括叁个凸轮的加工和装配的全部过程后,一代样机中发现了一些问题导致设备并不能良好运行。经过探讨和研究发现问题主要包括加工的粗糙,精度不够和配合关系的选择失误以及设计时考虑的不完善。最后在反思与改进后,进行了二代样机的试制,发现初步的运行结果良好,现在已经让企业将二代样机在外观,密封、润滑和零件材质等方面进一步完善,之后便可正式的投入生产使用。

参考文献:

[1]. 间歇旋转式递纸机构的运动学与动力学分析[D]. 武淑琴. 西安理工大学. 2002

[2]. 高速胶印机递纸机构运动力学分析[D]. 李长航. 广东工业大学. 2008

[3]. 递纸机构中共轭凸轮的结构设计及其参数优化[D]. 朱先梅. 西安理工大学. 2004

[4]. 定心上摆式递纸机构的设计与运动仿真[D]. 柴承文. 西安理工大学. 2004

[5]. 胶印机递纸机构研究现状[J]. 李长航, 魏昕, 黄远祥. 机电工程技术. 2008

[6]. 递纸机构弹性的套印误差映射研究[D]. 高少华. 西安理工大学. 2008

[7]. 模切机递纸机构创新设计与研究[D]. 郑新. 西安理工大学. 2005

[8]. 提高印刷速度及输纸精度的递纸系统优化设计[D]. 王清涛. 解放军信息工程大学. 2006

[9]. 槽轮机构的结构改进设计与应用研究[D]. 张磊. 西安理工大学. 2007

[10]. 印刷检品机取纸机构设计研究[D]. 高煦尧. 陕西科技大学. 2018

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