文档介绍：步进传动链动力学建模研究天津大学研究生毕业论文昵胨妒垦专业:机械设计及理论研究生:庄泓刚指导教师:杨玉虎副教授天津大学机械工程学院二零零六年一月
要摘关键词:链步进传动动力学建模变剐度阻尼以模切机步进链传动系统为对象,对该类系统的动力学建模问题及减振方法进行了分析与研究。从运动学和动力学角度对步进传动链进行了分析。对其在不同运动规律下链与链轮的啮合冲击、链节张力及附加动载荷等进行了分析与研究。分析了影响步进传动链动力学性能的多种因素,在此基础上建立了考虑主动链轮输入轴扭转振动和从动链轮纵向振动等多种影响因素的动力学模型,推导了动力学微分方程,并应用振型叠加法对方程进行了求解,给出了步进传动链系统以多种不同运动规律实现步进运动时系统的动力响应曲线。分析了从动链轮支撑轴刚度变化对系统动力特性的影响规律,探讨了通过从动链轮支撑轴刚度变化实现抑制步进传动链系统振动的方法。通过一维搜索的方法,求解了实现步进传动链系统最小振动时变刚度数值解,并给出了系统在实现变刚度控制后的动力学响应,分析了变刚度控制对步进传动链系统的影响,最后探讨了适用于步进传动链系统的变刚度控制方法。建立了考虑阻尼影响因素的步进传动链系统动力学模型,并进行了方程求解,给出了不同相对阻尼系数下的步进传动链动力响应,分析了阻尼对该类系统的影响。
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罐∥签字日期:。陑月八日学位论文作者签名:乒鞘与阀、\彩年易月≯/日学位论文版权使用授权书独创性声明写过的研究成果,也不包含为获得叁鲞盘堂或其他教育机构的学位或证书而使本学位论文作者完全了解苤盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤注盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字日期:采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:年月日、
第一章绪论引言近年来,随着包装行业与印刷业的迅猛发展,以分度凸轮机构——传动链系统为关键环节的各种模切机是最重要的印后设备之一,目前已在纸盒、纸箱包装、商标标签、塑胶包装以及电子、轻工、装潢等诸多行业中得到广泛应用,以模切机的传动系统为例,如图所示。电机经过蜗轮蜗杆减速器,将动力传至两个子系统:送纸系统和切纸系统。送纸系统工作情况较复杂,通过链、齿轮传动及平行分度凸轮机构带动工作链工作,实现步进运动,周期性地将纸张送至模压平台处。切纸系统则通过双肘杆机构驱动切纸平台作上下运动,完模切机步进系统中包含柔性很大的链条。链传动是挠性传动,其振动形式极为复杂。在这些机械中链作间歇运动,在启动加速和减速停歇过程中,周期变化的惯性力引发剧烈的振动、冲击和噪音,导致定位精度降低。显然,传动链的定位精度、步进速度以及驱动链条实现间歇运动的规律是影响该类系统的主要因素。由于有关物理几何参数测试困难,目前国内外对链传动系统动力学研究的论文还比较少,且大多数仅限于单根链条的弦模型进行研究。对于链条运动学和动力学方面的研究是从上世纪初才开始的,至今也没有形成成熟的理由于国内对该类机械缺乏系统的理论分析与研究,因此国内企业主要以测市场潜力巨大。成模切工作,在一个工作循环中进行一次模切运动。论。图模切机传动系统
,设计水平与国外相比有较大差距。如模切机模切速率的最高指标进达到~次/,⑹国外同类产品可达到因而尽管国内产品售价仅为国外同类产品的~,但多数企业每年仍从国外进口大量的印刷、包装设备。当前该类产品的性能以瑞士、德国等处于领先地位,其产品的模切速率在展。这说明国外对该类系统已经开展了系统的理论与实践研究,但公开文献大当前国产步进传动链存在的主要问题是:随着传动链工作转速的进一步提高,系统的振动和噪声明显增大。剧烈的振动和噪声不但会严重影响工件的加工质量,而且还恶化工作环境,降低机器的使用寿命。考察步进传动链系统可以看到,在高速工况下引起振动和噪声的来源主要有以下两方面:一是分度机构。由于送纸系统的工作负荷甚小,周期性交化的惯性力为其主要的负荷。由惯性力引发的构件弹性变形和系统振动,将导致执行机构的运动失真炊ㄎ误差加大,精度降低肷哟蟆R虼耍孤址侄然故怯跋炷G谢柿的核心部件。而决定分度机构性能的关键因素则是凸轮曲线的优劣。二是工作链。工作链是该类产品的执行机构,系统在转速较高的工况下,工作链会产生一系列的振