高速自动模切机输送纸系统的动力学分析和振动控制

摘要

本文的研究对象是高速自动模切机的输送纸系统，当转速提高时，由于模切机设计缺陷性的存在，会带来输送纸系统的运动失真、受力冲击增大、振动加剧等不利现象的产生。为此本文就转速提高后的这些方面进行了理论分析和研究，并进行了相应的改进，取得了较好的成果。 文中首先对输送纸系统的两个主要运动机构部分——压纸吹嘴凸轮机构和送纸吸嘴共轭凸轮机构进行简化分析，运用解析法求得这两个机构的运动情况，并用matlab对结果进行仿真，通过对仿真结果的分析得出原有机构设计存在不合理性的结论。文中第二部分运用拉格朗日动力学的方法对这两个机构部分进行动力学的分析和matlab仿真，比较了不同转速下机构的受力，找出机构受力随转速增大而提高的主要原因；并对理想状况下机构的受力和考虑摩擦、阻尼等因素作用下机构的受力进行了对比，从而在本文中忽略了摩擦、阻尼等因素对研究的影响；同时分析指出由于凸轮机构设计的不合理，从而导致了机构受力冲击的产生。文中的第三部分对输送纸系统的振动模态进行了分析，首先对三个子部分进行模态分析，然后运用模态综合法求得整个输送纸系统的固有振动频率，从而得出了模切机转速的控制范围。接下来针对前面分析中发现的机构设计不合理部分进行了改进——共轭凸轮机构凸轮的修型，并对修型前后的凸轮机构进行比较，体现了改进后凸轮机构的优越性。文中最后一部分对本文的研究成果和局限之处进行了总结，并对模切机的发展趋势进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1模切工艺及模切机发展概况

1.2模切机原理及主要组成部分简介

1.3论文写作来源及意义

1.4模切机输送纸系统改进的方向和思路

1.5本文的研究内容

第2章高速自动模切机输送纸系统的运动学研究

2.1模切机输送纸系统的组成及各部分的作用

2.2模切机输送纸系统的传动方式

2.3机构运动学的研究发展状况及本文研究方法的选用

2.4高速自动模切机输送纸系统的机构简图及自由度的计算

2.4.1输送纸系统的机构简图

2.4.2输送纸系统机构自由度的计算

2.5高速自动模切机输送纸系统的运动分析

2.5.1拆杆组原理

2.5.2拆杆组原理求摆杆的的转角随凸轮转角的运动情况

2.5.3摆杆转角运动规律的拟合

2.5.4拟合摆杆转角运动规律后摆杆转角角速度和角加速度的求取

2.5.5四杆机构闭环矢量法

2.5.6四杆机构闭环矢量法求其它杆件的运动情况

2.6本章小结

第3章高速自动模切机输送纸系统的动力学研究

3.1机构动力学的研究发展状况及课题的研究方法

3.2压纸吸嘴机构和送纸吸嘴机构摆杆的受力分析计算

3.2.1拉格朗日基本原理

3.2.2机构动能和机构势能的计算

3.2.3压纸吸嘴摆杆机构的受力分析和计算

3.2.4送纸吸嘴摆杆机构受力分析和计算

3.2.5压纸吸嘴机构和送纸吸嘴机构6000张/小时和10000张/小时下摆杆受力的比较

3.2.6实际情况下(加入磨擦、阻尼等)摆杆的受力分析和计算

3.3本章小结

第4章高速自动模切机的输送纸系统的振动分析

4.1机构振动分析和控制的必要性

4.2机构振动分析和控制的发展概况和现状

4.3输送纸系统振动分析方法的选择

4.4转动轴——凸轮机构的振动分析

4.4.1实际机构的简化假设

4.4.2实际构件的等效动力学模型

4.4.3转动轴——凸轮机构动力学方程的建立

4.5有限元建模方法对压纸吹嘴机构及送纸吸嘴机构的振动分析

4.5.1有限元方法的分析步骤

4.5.2压纸吹嘴机构和送纸吸嘴机构的有限元方法建立动力学模型

4.6模态综合法求整个输送纸系统的固有频率

4.6.1输送纸系统模型的简化

4.6.2模态矩阵的计算

4.7本章小结

第5章高速自动模切机的输送纸系统的的优化设计

5.1问题的引出

5.2凸轮机构优化设计的发展概况及现状

5.3凸轮修型方法的选择及凸轮的修型

5.3.1摆杆运动规律的选择

5.3.2主副凸轮直角坐标的计算

5.4凸轮修型前后的比较

5.4.1凸轮修型前后轮廓曲线的比较

5.4.2凸轮修型前后极径的比较

5.4.3凸轮修型前后速度和加速度曲线的比较

5.4.4拟合修正后的主副凸轮的轮廓图

5.5本章小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果