半自动平压模切机机构设计及其运动仿真【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 目录 . 1 1 绪论 . 3 2 半自动平压模切机工作原理 . 4 3 模切机构方案设计及选择 . 5 现下模往复移动机构设计思路和选择方案 . 5 动机构原始数据及设计要求 . 6 4 传动机构的主要运动参数计算 . 7 传动比计算 . 7 杆滑块机构传动数据计算 . 7 回角 计算 . 9 5 滑块 E 点的速度和加速度计算 . 10 置 1 分析 . 10 绘制 机构速度位置图 . 11 确定 C 点和 E 点的速度 . 11 绘制机构加速度位置图 . 12 确定 C 点 和 E 点的加速度 . 12 位置 2 分析 . 13 绘制机构速度位置图 . 14 确定 C 点和 E 点的速度 . 15 绘制机构加速度位置图 . 16 确定 C 点和 E 点的加速度 . 16 位置 3 分析 . 17 绘制机构速度位置图 . 18 确定 C 点和 E 点的速度 . 19 绘制机构加速度位置图 . 20 确定 C 点和 E 点的加速度 . 20 6 模切机构进行运动仿真 . 22 件概述 . 22 切机构的 模 . 22 位置 1 时 模 . 24 模图形输出 . 24 E 点位置 出数据图表 . 24 位置 2 时的 模 . 26 模图形输出 . 26 E 点位置 出数据图表 . 26 位置 3 时 模 . 28 模图形输出 . 28 E 点位置 出数据图表 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结 论 . 30 致 谢 . 31 参 考 文 献 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 随着经济的发展和人们生活水平的提高商品的包装愈显重要我国包装工业的迅速发展使得市场急需大量高性能的自动化包装机械以满足日益增长的社会需求我国包装机械是包装工业的一大门类产品在包装工业中有着举足轻重的地位和作用它给许多行业提供了必要的技术设备以完成产品的包装工艺过程同时包装产品因质量高生产效率高品种多生产环境好生产成本低环境污染小而获得较强的生命力带 来了巨大的社会效益和经济效益据统计纸包装容器的应用最为广泛占总消耗品的 . 其中折叠纸盒由于它具有易回收无污染等特点因而受到各国环保部门的重视具有很大的应用价值模切机作为一种模压折叠纸盒工艺的专用包装机械逐步地显现出其巨大的市场价值。 美国日本德国意大利是世界上包装机械四大强国，美国是世界上包装机械发展历史较长的国家早已形成了独立完整的包装机械体系其品种和产量均居世界之首 日本的包装机械以中小型单机为主具有体积小精密度高易安装操作方便自动化程度高等优点德国的包装机械在计量制造技术性能等方面居领先地位特别是啤酒 饮料灌装设备具有高速成套自动化程度高可靠性好等特点享誉全球一些大公司生产的包装机械集机 仪及微机控制于一体采用光电感应以光标控制并配有防静电装置 意大利是仅次于德国的第二大包装机械出口国意大利的包装机械多用于食品工业具有性能优良外观考究价格便宜的特点出口比例占 80%左右美国是其最大的出口市场。 在众多印后设备品中，我国模切机产品的技术和产业化已经达到较高的水平。模切机的品种基本满足国内印刷包装业的生产需求。国内已经可以制造包括全自动平压平模切机在内的商标模切机、不干胶商标模切机、圆压圆模切机、圆压平模切 机、平压模切压痕机（老虎嘴模切机）等产品。近年来，已经可以制造联动线上的模切单元，如：柔性版印刷机、凹版印刷机、不干胶印刷机、瓦楞纸印刷开槽机等设备的模切单元。目前，我国模切机的种类有商标模切机、圆压平模切机、平压模切压痕机、不干胶商标模切机、数控商标模切机、圆压圆模切机、半自动平压模切机、全自动平压平模切机等。其中，平压模切机是包装印刷工业中的重要加工设备，主要用于纸盒、纸箱或商标等印刷品的模切、压痕和冷压凹凸。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 半自动平压模切机工作原理 半自动平压模切机是印刷、包装行业压制纸盒、纸箱等纸制品的专 用设备。它可对各种规格的纸板、厚度在 4及各种高级精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸。经过压痕、切线的纸板，用手工或机械沿切线处去掉边料后，沿着压出的压痕可折叠成各种纸盒、纸箱，或制成凹凸的商标。 其工艺动作示意图如图 图 1 双列链传动 2 主动链轮 3 走纸横快 4 工作台面 5 固定上模 6 可动下模 7 执行构件 8 纸板 压制工艺主要分为两部分，一为将纸走到位，二是对纸板进行冲压。走纸过程采用双链轮传动，链轮上有五个走纸横块。在运 动过程中，主动链轮由间歇机构带动，使双链轮做同步的间歇运动。每次停歇时，链上的的一个走纸横块恰好走到主动轮下方的位置，工作台下的控制夹紧机构使横块上的夹紧机构张开，人将纸送入到夹紧机构中，夹紧片夹紧，机构继续运动，将纸板送入到具有固定上模和可动下模的冲压模切机构中，机构再次停歇，这时，在工作台下面的主动传动构件和下模一起向上运动，实现纸板的压痕，切线。压切完成之后，机构再次运动，实现运动循环。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 模切机构方案设计及选择 根据半自动平压模机构的工作原理，把机器完成加工要求的动作分解为若干种基本运动。对本题进 行机械运动方案设计是可考虑以下几种机构方案： 现下模往复移 动 机构设计思路和选择方案 由于执行机构需要具有急回和增力特性，可以选择曲柄滑块机构和摇杆滑块链接机构，也可以选择曲柄摇杆和摇杆滑块链接的六杆机构和曲柄摇杆，或者摇杆滑块链接机构，分别如图 图 柄滑块机构 图 柄摇杆机构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 由于图 图 冲力过大时，对曲柄摇杆机构所施加的力会引起机构失效。 所以选择图 机构由曲柄摇杆和摇杆滑块串联而成，主要优点是滑块 5承受很大载荷时，连杆 2却受力很小，曲柄 1所需的趋向力矩小，因而该机构常被称为增力机构，具有节省动力的优点 。 动机构原始数据及设计要求 图 切机生产阻力曲线 1）每小时压制纸板 3000张 2）传动机构所用电动机转速 n=1450r/块推动下模向上运动时 610 N，回程时不受力，回程的平均速度为工作形成平均速度的 模移动的行程长度是 H=50 模 和滑块的质量约 120 3）工作台面离地面的距离约 120 4）所设计机构的性能要良好，结构简单紧凑，节省动力，寿命长，便于制造。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 传动机构的主要运动参数计算 这里传动机构的主要运动参数计算指的是压力角取值不同的情况下 传动比计算 由已知条件可以知道： i 总 =n 电 /n 曲 式（ n 电 =1450 r/n 曲 =3000张 /h【 15】 则 i 总 =1450 60/3000=29 杆滑块机构传动数据计算 机构在导杆摆动角 = 3时，对整个执行机构进 行分析，如图 = 3时的模切机执行机构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 对滑块机构进行受力分析，如图 于该瞬时构件 E,所以在力多边形中 22 2 106 式（ 所以 106 此可知当 12很小时，特别是压 力角愈小，愈小，有利于节省动力，假设滑块从最低点至最高点所经过的距离为 H，则滑块在最低点至最高点中任意一点位置 S，由图可以知道，假设 点为 F，滑块至最高点处也就是当 位置 6为基准面，则滑块至最高点总长为 4， 此 时 点重合 16,17。 3， 4 S=4)-(+ ) 当 4时， 4= S= 2 式（ 当摇杆在最右端极限位置时 ， 取 3 = 30 ，此时 S=0 H/2（ 1- ） =50/2（ 1- ） 式（ 图 模切机执行机构力分析 由于已知条件可知，工作台面离地面的距离约 1200 4 1200 则 600此可知： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 50/2（ 1- 0） 600 1- 0 1/24， 0 23/24， 即 30 0 从节省动力的方面考虑，则压力角要求愈小，即 3 要尽可能大，所以可以取不同的 30进行分开考虑。 回角计算 如图 18,19 图 极限位置的执行往复运动示意图 由题意可知： K=180 + /180 式（ =180 (K+1) 由 K=180（ （ ） = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 滑块 E 点的速度和加速度计算 置 1 分析 当 30=60， 1=50，已知 200,E,K=4， 求 当 C 点在 A,B,而当 30=60时，由于 度 已知，则此时 C 点的位置已知，又由 1=50可以画出 轨迹，即此时的 点为圆心的一个圆，作 D，则 C=0。 所以 ( 图 30=60， 1=50时执行机构位置示意图 由极限位置时 D， E， 4 =1/200 算得 96 92 * =2 n/60=2 1450 60=s。 296s,取 5m/s。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 绘制机构速度位置图 根据已知各构件的长度及构件的位置 ,用选定的比例尺 v 从构件开始按几何作图法绘制机构位 置图 。 图 构件该位置速度多边形图 确定 C 点和 E 点的速度 由于 的大小 ,方向已知 ,所以 求 根据同一构件上相对速度原理写出相对速度矢量方程式： = + 式（ 方向 小 未知 * 未知 式中 ,B 的绝对速度 ， 相对点 B 的相对速度，其方向垂直 小未知；点 C 的速度方向垂直 小未知。在上面矢量方程式中，仅 以用图解法求解。为此在图上任取一点 P，作代表 b，其方向垂直 向与 1转向一致，长度等于 v, v=1,过 D 代表 过点 B 代表 两方向线交点为 c，则矢量 矢量 分别代表 大小为 则 v=s 取 1m/s 为求点 E，同理根据同一构件上点 及点 的相对速买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 度原理写出相对速度矢量方程式 : = + 式（ 方向 ？ 小 未知 51m/s 未知 速度分析图如图 示，所以 s v=s 取 0m/s 绘制机构加速度位置图 图 构件该位置加速度多边形图 确定 C 点和 E 点的加速度 在进行加速度分析时，因构件 A 的角速度 1和角加速度 1的大小 ,方向都已知 ,故 B 处的法向加速度 求构件 D 上点 C 的加速度，可根据同一构件上相对加速度原理写出相对加速度矢量方程式： 或： 向 C D B A C B 小 未知 2 未知 式中 相对点 其方向为从 相对点 其方向垂直 因速度多边形已作出，所以上式法向加速度都可求出，仅有 大小未知，同样可以用图解法求解。如图 图上取一点，作买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 b 代表 方向为平行 从 ,长度为 (2 a,其中 取 a=1,再过 b 做 表 向是平行 从 C 指向 B,长度为(a；过 c 作垂直 表 方向线 ，又用同一比例尺从点做 c 代表 向是平行 指向 D，长度为（ /a；接着过 c 做垂直 表的方向线 。该两个方向线相交与 c，连接 c,则矢量 点的加速度，根据构件 ， （ 方向 C D E C 大小 未知 未知 上式中只有 大小未知 ,故可图解求得。在图 位置 2 分析 当 30=50， 1=40，已知 200,E,K=4 求 当 C 点在 A,B,而当 30=50，由于 度已知，则此时 C 点的位置已知，又由 1=40画出 轨迹，即此时的点为圆心的一个圆，作 D，则 C=以 ( 由图可知 ， 以 ( 算得 取 13取 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 * =2 n/60=2 1450 60=s。 213s,取 3m/s。 图 30=50， 1=40执行机构位置示意图 绘制机构速度位置图 根据已知各构件的长度及构件的位置 ,用选定的比例尺 v 从构件开始按几何作图法绘制机构位置图 。 图 构件该位置速度多边形图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 确定 C 点和 E 点的速度 由于 A 处角加速度 1的大小 ,方向已知 ,所以 B 点的速度 小和方向也已知。为 求 根据同一构件上相对速度原理写出相对速度矢量方程式： = + 式（ 方向 小 未知 未知 式中 ,B 的绝对速度， 相对点 B 的相对速度，其方向垂直 小未知；点 C 的速度方向垂直 小未知。在上面矢量方程式中，仅 以用图解法求解。为此在图上 任取一点 P，作代表 b，其方向垂直 向与 1转向一致，长度等于 v, v= D 代表 过点 B 代表 两方向线交点为 c，则矢量 矢量 大小为 则 v=s 取 5m/s 为求点 E，同理根据同一构件上点 及点 的相对速度原理写出相对速度矢量方程式 : = + 式（ 方向 未知 小 未知 45m/s 未知 速 度分析图如图 示，所以 s v=s 取 58m/s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 绘制机构加速度位置图 图 构件该位置加速度多边形图 确定 C 点和 E 点的加速度 在进行加速度分析时，因构件 A 的角速度 1和角加速度 1的大小 ,方向都已知 ,故 B 处的法向加速度 求构件 D 上点 C 的加速度，可根据同一构件上相对加速度原理写出相对加速度矢量方程式： (方向 C D B A C B 小 未知 2 未知 式中 相对点 其方向为从 相对点 其方向垂直 因速度多边形已作出，所以上式法向加速度都可求出，仅有 大小未知，同样可以用图解法求解。如图 图上取一点，作b 代表 方向为平行 从 ,长度为 (2 a,其中 取 a=1,再过 b 做 表 向是平行 从 C 指向 B,长度为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (a；过 c 作垂直 表 方向线 ，又用同一比例尺从点 做 c 代表 向是平行 指向 D，长度为（ /a；接着过 c 做垂直 表的方向线 。该两个方向线相交与 c，连接 c,则矢量 点的加速度，根据构件 ， E 两点相对加速度原理可写出 (方向 C D E C 小 未知 未知 上式中只有 大小未知 ,故可图解求得。在图 可知 位置 3 分析 当 30=50 1=45时 ,知 200,E,K=4 求 当 C 点在 A,B,而当 30=60时，由于 度已知，则 此时 C 点的位置已知，又由 1=50可以画出 轨迹，即此时的 点为圆心的一个圆，作 C 垂直 C D，则 C=以 ( 00m， 由图 以 ( 算得 取 3531 =2 n/60=2 1450 60=s。 235s,取 6m/s。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 30=50， 1=45执行机构位置示意图 绘制机构速度位置图 图 构件该位置速度多边形图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 确定 C 点和 E 点的速度 由于 A 处角加速度 1的大小 ,方向已知 ,所以 B 点的速度 小和方向也已知。为求 根据同一构件上相对速度原理写出相对速度矢量方程式： = + 式 (方向 小 未知 * 未知 式中 ,B 的绝对速度， 相对点 B 的相对速度，其方向垂直 小未知；点 C 的速度方向垂直 小未知。在上面矢量方程式中，仅 以用图解法求解。为此在图上任取一点 P，作代表 b，其方向垂直 向与 1转向一致，长度等于 v, v=1,过 D 代表 过点 B 代表 ，这两方向线交点为 c，则矢量 矢量 分别代表 大小为 则 v=s 取 9m/s 为求点 E，同理根据同一构件上点 及点 的相对速度原理写出相对速度矢量方程式 : = + 式 (方向 未知 小 未知 49m/s 未知 速度分析图如图 以 s v=s 取 57m/s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 绘制机构加速度位置图 图 构件该位置加速度多边形图 确定 C 点和 E 点的加速度 在进行加速度分析时，因构件 A 的角速度 1和角加速度 1的大小 ,方向都已 知 ,故 B 处的法向加速度 求构件 D 上点 C 的加速度，可根据同一构件上相对加速度原理写出相对加速度矢量方程式： （ 方向 C D B A C B 小 未知 2 未知 式中 相对点 其方向为从 相对点 其方向垂直 因速度多边形已作出，所以上式法向加速度都可求出，仅有 大小未知，同样可以用图解法求解。如图 图上取一点，作 b 代表 向为平行 从 B 指向 A,长度为 (2 a,其中a 为加速度比例尺 ,取 a =1,再过 b 做 表 方向是平行 从 C 指向买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 B,长度为 (a；过 c 作垂直 表 方向线 ，又用同一比例尺从点做 c 代表 向是平行 从 C 指向 D，长度为（ /a；接着过 c 做垂直 表 方向线 。该两个方向线相交与 c，连接 c,则矢量 c 便代表 点的加速度，根据构件 ， （ 方向 C D E C 小 未知 未知 上式中只有 大小未知 ,故可图解求得。在图 可知 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 模切机构进行运动仿真 件概述 机械系统动力学自动分析 (该软件是美国 开发的虚拟样机分析软件。目前， 经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。根据 1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料， 件销售总额近八千万美元、占据了 51%的份额。 件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建 立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。 件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。 方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。 件有两种操作系统的版本： 和 T/2000版。本书将以 000版的 蓝本进行介绍。 件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱 5 类模块组成。用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统进行仿真，而且可以采用专用模块针对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模与仿真分析。 模 在 第三章 中我们对模切机构进行了各种方案设计和比较，经过理论计算和分