胶印机印刷滚筒及其齿轮传动系统动力学分析研究

摘要

胶印机作为我国印刷产业现行的重要生产机械，在国民生产总值中起着举足轻重的作用。胶印机的印刷滚筒、传动齿轮是胶印机的核心部件，其运行质量的优劣决定了印品质量的好坏，同时，反应了印机水平的高低。随着胶印机印刷速度的不断提高，对印刷滚筒和齿轮有了更高的质量要求。本文借鉴前人研究成果，对胶印机印刷滚筒和齿轮传动进行了分析研究。
　　本研究主要内容包括：⑴利用三维造型软件Solidworks对橡皮滚筒、橡皮布以及压印滚筒进行三维实体建模，并在ANSYS环境下对装配体的滚筒模型进行压力分析，得到了滚筒体的应力、应变分布及接触变形，并与理论分析比较，对理论做了有效地补充说明。⑵对橡皮滚筒做了模态分析，得到了橡皮滚筒的前十阶固有频率、最大振幅和振型云图，其中橡皮滚筒的一阶固有频率为258.46HZ，最大变形为2.9763mm，振型为扭转变形。⑶利用Solidworks软件对斜齿轮进行三维实体建模并装配成模型体，导入到ANSYS软件中进行齿轮接触分析，求得齿面最大接触应力为481.71MPa，最大等效应力为296.28MPa，最大齿根弯曲应力为164.02MPa，得出胶印机传动齿轮失效主要为齿面失效的结论。⑷将齿轮装配体模型导入到动力学分析软件Adams中，分析了主从动轮的运动及啮合力在时域、频域的变化。得到FFT变化频域内啮合力的轴向、周向和径向分力分别在443HZ、237HZ、237HZ处出现峰值，与理论分析基本一致。最后，将滚筒分析与齿轮分析联系起来，齿轮的转速为8000r/h，齿数为88，求得的啮合频率为195.36HZ，而模态分析得到的橡皮滚筒一阶固有频率为258.46HZ，所以齿轮在固定工作转速下啮合不容易引起橡皮滚筒共振。