纸巾机凸轮连杆机构动态仿真研究

摘要

将机构的设计、分析与软件结合起来，是现代机械设计的主要发展方向，使人从繁琐的计算中解脱出来，大大提高了工作效率。
　　本文通过分析当前包装机械的发展，提出了高速，轻载状况下的凸轮连杆机构的设计。根据纸巾机的运动规律和凸轮时序图，选择适当的凸轮曲线，结合凸轮工作空间的大小、基圆、压力角等参数选择，利用Matlab编制程序，设计出适合要求的凸轮。根据凸轮连杆机构工作端运动轨迹，计算出各连杆长度，建立凸轮连杆机构模型。
　　对所设计凸轮连杆机构用COSMOSMotion进行运动学仿真，模拟各运动副的运动，分析对比它们轨迹曲线，证实所选曲线能够满足凸轮连杆机构高速运动的要求。
　　高速运行情况下，凸轮连杆机构系统中惯性力剧增，构件弹性变形会导致工作端运动规律偏离预定要求。使凸轮连杆机构系统稳定性和可靠性变差，严重时使机器不能正常运转。提出了对整个机构进行动力学分析，根据系统中各构件的运动特点、弹性变形方程式、质量分布情况等，对机构进行结构简化，建立动力学模型；根据动力学模型，建立运动方程。计算出整个凸轮连杆机构的自振频率和主振型，验证凸轮连杆机构能够满足高速状态的运动要求。分析整个凸轮连杆机构的动态响应，对比不同τ时，凸轮连杆机构工作端主振响应和余振响应，对如何降低系统动态响应提供了依据。