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印刷机送纸机构虚拟设计2007-6-611:52:00网络转载供稿数字化虚拟样机技术是缩短产品开发周期降低开发成本提高产品设计和制造的重要途径。目前国外设计部门都已经大规模地应用到机械的运动学和动力学仿真利用仿真的概念使设计流程由设计—实验—改进设计—再实验—再设计的设计理念转变为设计—仿真—实验使设计中的关键问题在设计初期以参数化数字化的形式加以解决。长期以来印刷机的送纸机构的分析和设计处于图解、公式计算分析的基础上以简化性为前提不仅效率低下结果难免具有近似性和粗糙性。采用计算机辅助技术虽然改变了手工计算的方法带来的不便但仍然以近似简化假设为基础并没有把分析和设计结合起来尤其对于优化不能设计系统的优化程序和模型给工程设计带了一个难题而采用虚拟样机技术可有效的解决以上问题。1理论计算已知曲柄1偏心为a转角θ1等角速度w1中心距L分析导杆位置θ2；角速度w2；角加速度a2。摆动导杆机构见图1：图1摆动导杆机构acosθ1+asinθ1cotθ2=L令L/a=kcotθ2=kcscθ1-cotθ1两边对t求导得：w2csc2θ2=（kcscθ1cotθ1-csc2θ1）w1w2=（kcosθ1-1）w1/（k2+1-2kcosθ1）两边对t求导得：a2=（kcosθ1-1）a1/（k2+1-2kcosθ1）-（k2-1）kw12sinθ1/（k2+1-2kcosθ1）2摇杆滑块机构见图2。图2摇杆滑块机构h=r3cosβ3-r4sinβ4s=r3sinβ3-r4cosβ3由以上两式可得到s=r3sinβ3+（2r4-2（r3cosβ3-h））/2两边对t求导得v=r3w3cosβ3+（r3cosβ3-h）r3w3sinβ33/（2r4-2（rcosβ3-h））/2再求导可推导。2虚拟设计过程印刷机常用推板机构示意图见图3。图3印刷机常用推板机构示意图送纸机构主要参数为：最大送纸速度150张/min送纸精度±0.5mm。图3中此机构由2个运动机构合成一个是摆动导杆结构一个是摇杆滑块结构。L（60～95）mm为曲柄长度ZL（250～350）mm为滑臂长度ZLA（70°～120°）为滑臂与X轴方向的夹角L1（350～430）mm为摆臂长度A1（90°～110°）摆臂与X轴方向夹角L2（90～200）mm小连杆长度A2（-6°～6°）为小连杆与X轴方向夹角。利用ADAMS参数化工具把以上参数全部采用变量设计使整个机构全部参数化首先我们进行实验研究从单个参数的变化得出运动改变规律在此忽略具体参数化过程。确定此机构的目标条件是如下：1）满足送0纸行程要求送纸行程需要达到115mm（理论值）实际中为有效送纸行程106.0919mm整个行程213.3mm。2）速度最大值需要与送纸辊筒速度相同（理想情况）实际中考虑到加速不能太大否则运动冲击较大振动过大。经验速度为送纸辊筒速度的68％～78％之间。以下分两步研究：虚拟实验分析和虚拟优化设计。3虚拟实验分析首先把此机构作为刚体分析研究运动学意义上的规律见图3。基本参数如下：L=80mmZL=285mmZLA=108.833°L1=380mmA1=106.302°L2=120mmA2=5.921°n=1rad/s滚筒速度V=1.258m/s。参数完全与送纸部相同。图4是移动座的位移、速度的曲线图经过图表数据可得V=0.93m/s。也就是推板送纸的速度比值I=V推板/V滚筒=0.93/1.258=74%：理论值为V=0.9328m/s（理论计算得到）通过ADAMS计算得到的值为V=0.9327m/s误差为0.1%可以证明ADMAS完全可以满足设计要求。图4移动座的位移加速度曲线见图5加速度最大值：a=6m/s2图5加速度曲线Fig.5Accelerationcurve下面分别研究变量L、L1、L2、ZL、ZLA、A1、A2对位移、速度、加速度影响。在此只分析对位移影响对于速度加速度的影响通过位移曲线可以直接得到。（1）L（60～95）mm对位移、速度、加速度影响如图6所示很明显L越大位移最大值也越大对于速度、加速度也是同样规律。图6L对位移的影响Fig.6InfluenceofLondisplacement（2）L1（350～430）mm对位移、速度、加速度的影响如图7所示可以得到L1越大位移越大对于速度加速度也是同样规律。图7