遞紙機(jī)構(gòu)的畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p><b>　　目 錄1</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b

2、></p><p>　　§1.1平版平版印刷機(jī)現(xiàn)狀及趨勢概述1</p><p>　　§1.2本課題的研究背景、目的和意義1</p><p>　　§1.3本文的組織結(jié)構(gòu)3</p><p>　　第二章 遞紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)研究系統(tǒng)4</p><p>　　§2.1 遞紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與

3、研究系統(tǒng)流程4</p><p>　　§2.1.1遞紙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)模塊4</p><p>　　§2.1.2遞紙機(jī)構(gòu)的虛擬試驗(yàn)?zāi)K5</p><p><b>　　§2.2 小結(jié)6</b></p><p>　　第三章 PZ1020平版印刷機(jī)遞紙機(jī)構(gòu)類型的選取7</p><

4、;p><b>　　§3.1概述7</b></p><p>　　§3.2遞紙機(jī)構(gòu)的分類7</p><p>　　§3.3遞紙機(jī)構(gòu)類型的選取9</p><p>　　§3.3.1 PZ1020型平版印刷機(jī)原遞紙機(jī)構(gòu)9</p><p>　　§3.3.2 PZ1020型

5、平版印刷機(jī)遞紙機(jī)構(gòu)改進(jìn)后的類型9</p><p><b>　　§3.4小結(jié)11</b></p><p>　　第四章 PZ1020平版印刷機(jī)遞紙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)12</p><p><b>　　§4.1概述12</b></p><p>　　§4.2構(gòu)建遞紙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律

6、12</p><p>　　§4.2.1 遞紙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程分析12</p><p>　　§4.2.2 遞紙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇14</p><p>　　§4.3構(gòu)建共軛凸輪輪廓曲線29</p><p>　　§4.3.1 主凸輪輪廓曲線確定29</p><p>　　§

7、4.3.2 主凸輪輪廓壓力角確定30</p><p>　　§4.3.3 副凸輪輪廓線的計(jì)算30</p><p>　　§4.3.4 副凸輪輪廓壓力角確定31</p><p>　　§4.3.5 主副凸輪安裝角31</p><p>　　§4.4定心下擺式遞紙機(jī)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)32</p>

8、<p><b>　　§4.5小結(jié)34</b></p><p>　　第五章 基于共軛凸輪尺寸誤差引起的振動(dòng)分析35</p><p><b>　　§5.1概述35</b></p><p>　　§5.2 Pro/E對(duì)遞紙機(jī)構(gòu)的三維實(shí)體建模與虛擬裝配35</p>&l

9、t;p>　　§5.2.1 遞紙機(jī)構(gòu)實(shí)體模型分析35</p><p>　　§5.2.2 Pro/E建立遞紙機(jī)構(gòu)實(shí)體模型36</p><p>　　§5.2.3虛擬裝配38</p><p>　　§5.3利用ADAMS對(duì)遞紙機(jī)構(gòu)的仿真39</p><p>　　§5.3.1 導(dǎo)入遞紙機(jī)構(gòu)模

10、型39</p><p>　　§5.3.2 測試圖分析41</p><p>　　§5.4 小結(jié)45</p><p>　　第六章 基于ANSYS的共軛凸輪機(jī)構(gòu)振動(dòng)模態(tài)分析47</p><p><b>　　§6.1概述47</b></p><p>　　§

11、6.2模態(tài)的基本概念47</p><p>　　§6.3共軛凸輪的模態(tài)分析過程48</p><p>　　§6.3.1共軛凸輪的模態(tài)分析流程48</p><p>　　§6.3.2共軛凸輪的模態(tài)分析結(jié)果48</p><p><b>　　§6.4小結(jié)51</b></p>

12、;<p><b>　　第七章 總結(jié)52</b></p><p><b>　　§7.1總結(jié)52</b></p><p><b>　　§7.2展望52</b></p><p><b>　　附錄54</b></p><p&g

13、t;<b>　　參考文獻(xiàn)65</b></p><p>　　在讀期間公開發(fā)表的論文和承擔(dān)科研項(xiàng)目及取得成果67</p><p><b>　　致 謝68</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　印刷術(shù)是我國古代四大發(fā)明之一，對(duì)人類的文明、

14、社會(huì)的進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。印刷是信息交流、傳播文化和科技知識(shí)的手段，同時(shí)也是一個(gè)國家的重要的宣傳工具，它與人們的日常生活密切相關(guān)，除了水和空氣都可以印刷，任何人都離不開它。印刷工業(yè)是一個(gè)朝陽產(chǎn)業(yè)，不會(huì)衰落。印刷工業(yè)可以看成是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和精神文明程度的標(biāo)志。在發(fā)達(dá)國家，印刷工業(yè)產(chǎn)值按工業(yè)產(chǎn)值排位，均排在前十位，其產(chǎn)值占 總產(chǎn)值的1%以上。因此，印刷工業(yè)不僅本身創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，而且為推動(dòng)本國他國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)商業(yè)銷售，對(duì)內(nèi)對(duì)外交流

15、做出了重要貢獻(xiàn)。在我國印刷工業(yè)正蓬勃發(fā)展地向前發(fā)展，有著廣闊的前景[1]。</p><p>　　§1.1平版平版印刷機(jī)現(xiàn)狀及趨勢概述</p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平以及審美要求的提高，印刷品作為一種商品必須滿足人們的這種要求，而印刷機(jī)作為印刷品的實(shí)現(xiàn)設(shè)備在印刷行業(yè)占有舉足輕重的地位。目前，在中國印刷機(jī)市場上，高端的印刷機(jī)可以說仍被國外企業(yè)壟斷著（例如海德堡，羅蘭

16、，高斯，小森，三菱等），當(dāng)然國內(nèi)外的差距是多方面的，金屬材料、加工工藝、制造水平、生產(chǎn)管理、機(jī)械設(shè)計(jì)等等方面都制約著我國的印刷機(jī)的生產(chǎn)水平。不過經(jīng)過多年的努力，國內(nèi)的一些企業(yè)如光華、北人、高斯等在各方面都取得了很大的進(jìn)步，縮小了與國外企業(yè)的差距。</p><p>　　印刷機(jī)的發(fā)展趨勢正向著高速化、輕量化、智能化的方向發(fā)展。對(duì)比國內(nèi)外印刷機(jī)，現(xiàn)在國外的平版印刷機(jī)正常的印刷速度已經(jīng)達(dá)到了12000張/小時(shí)，而國產(chǎn)的平

17、版印刷機(jī)的速度還很難突破10000張/小時(shí)，關(guān)鍵國產(chǎn)平版印刷機(jī)在高速印刷時(shí)，套印精度較差和故障率比較高。影響印刷機(jī)精度的原因有很多，但是平版印刷機(jī)中機(jī)構(gòu)的振動(dòng)是主要因素之一，主要體現(xiàn)在紙張的定位、紙張的交接、滾筒的咬紙等部件上[2]。</p><p>　　§1.2本課題的研究背景、目的和意義</p><p>　　就平版印刷機(jī)而言，可將其組成大致歸納為三個(gè)大部分，輸紙部分、印刷部分

18、、收紙部分。如圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1平版印刷機(jī)的組成</p><p>　　在輸紙部分中，最重要的就是遞紙機(jī)構(gòu)。平版印刷機(jī)的印刷速度、套準(zhǔn)精度以及印品的質(zhì)量與遞紙機(jī)構(gòu)密切相關(guān)。如果遞紙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)遞紙牙運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，咬紙錯(cuò)位，套印不準(zhǔn)，甚至無法印刷，因此，遞紙機(jī)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì)至關(guān)重要。</p><p>　　PZ1020型四色平版印刷機(jī)是光

19、華印刷機(jī)械有限公司自行設(shè)計(jì)、制造生產(chǎn)的大四開規(guī)格印刷設(shè)備。如圖1-2所示。</p><p>　　圖1-2 PZ1020型平版印刷機(jī)</p><p>　　PZ1020最早采用的是直接加速遞紙方式。該平版印刷機(jī)的最高印刷速度為8000張/小時(shí)，而目前市場上早有12000張/小時(shí)的平版印刷機(jī)，如果強(qiáng)制將PZ1020平版印刷機(jī)印刷速度提高至12000張/小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)咬紙誤差，套印不準(zhǔn)，甚至無法印刷

20、，因此難以在較高速印刷時(shí)保證較高的印刷質(zhì)量。直接加速遞紙方式是在輸紙板上前進(jìn)的紙張被前規(guī)擋住，經(jīng)前規(guī)、側(cè)規(guī)定位以后，停在輸紙板上。壓印滾筒上的咬紙牙再經(jīng)過交接的點(diǎn)的一瞬間，咬住紙張，將紙張帶入印刷單元。這種遞紙方式的缺點(diǎn)在于紙張停在輸紙板上時(shí)，速度為零。從理論上來分析以及實(shí)際效果中的反映，這種遞紙方式對(duì)紙張?jiān)斐珊艽蟮臎_擊。對(duì)印品質(zhì)量是非常不利的。實(shí)踐表明，印刷機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的振動(dòng)將會(huì)使印刷機(jī)的印刷質(zhì)量受到很大影響。印刷機(jī)高速印刷

21、時(shí)的穩(wěn)定性，直接影響到印刷質(zhì)量的好壞[3-4]。</p><p>　　印刷過程是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，是由相互聯(lián)系又相互作用的多個(gè)要素及印刷機(jī)各部分系統(tǒng)組成的。產(chǎn)生振動(dòng)的根源是：外在環(huán)境條件的變化；加工精度的偏差；原始印刷材料的不均勻性；機(jī)器工作狀態(tài)的偏差；機(jī)械磨損以及其他原因[5-8]。</p><p>　　遞紙機(jī)構(gòu)一般包括傳紙滾筒、遞紙牙排、凸輪機(jī)構(gòu)等。其中凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造的精度對(duì)遞

22、紙機(jī)構(gòu)的影響相當(dāng)大，甚至?xí)惯f紙機(jī)構(gòu)出現(xiàn)噪音與振動(dòng)，從而影響機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　本文從遞紙機(jī)構(gòu)的工作原理出發(fā)，對(duì)PZ1020平版印刷機(jī)的遞紙機(jī)構(gòu)重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析，使得該平版印刷機(jī)在12000張/小時(shí)印刷速度下能夠平穩(wěn)工作，并通過虛擬試驗(yàn)來檢測在實(shí)際加工時(shí)的凸輪是否滿足要求。這為將來進(jìn)行平版印刷機(jī)遞紙機(jī)構(gòu)的優(yōu)化，縮小國產(chǎn)印刷機(jī)與世界先進(jìn)水平之間的差距，替代進(jìn)口，擴(kuò)大出口，走向國際大市場，奠定了

23、良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　§1.3本文的組織結(jié)構(gòu) </p><p>　　為了很好地解決遞紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及研究，本文對(duì)遞紙牙運(yùn)動(dòng)規(guī)律和共軛凸輪設(shè)計(jì)，虛擬樣機(jī)驗(yàn)證設(shè)計(jì)和模態(tài)分析等方面做了較為詳細(xì)的討論。</p><p>　　論文的結(jié)構(gòu)安排如下：</p><p>　　第一章緒論部分主要介紹了平版印刷機(jī)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，分析了本文的

24、研究背景和現(xiàn)實(shí)意義，以及本文的工作重點(diǎn)和結(jié)構(gòu)安排。</p><p>　　第二章本文將研究內(nèi)容提出方案，該方案由遞紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和振動(dòng)原因分析兩個(gè)模塊組成，分別講述了兩個(gè)模塊之間的關(guān)系以及如何實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　第三章闡述了遞紙機(jī)構(gòu)的分類，然后比較各種遞紙機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)并結(jié)合PZ1020自身特點(diǎn)，為PZ1020選擇了一種能提高印刷速度和平穩(wěn)性能的遞紙機(jī)構(gòu)。</p><p

25、>　　第四章分析了幾種適合高速的凸輪從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，通過比較選用五次多項(xiàng)式來拼接出遞紙牙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線，根據(jù)遞紙牙運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)出共軛凸輪，最后對(duì)整個(gè)遞紙機(jī)構(gòu)的分析過程進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的初始參數(shù)，可方便地得到滿足工作要求的新的凸輪輪廓。 </p><p>　　第五章闡述了凸輪輪廓尺寸誤差引起的振動(dòng)將會(huì)是凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)的主要原因，本章采用虛擬試驗(yàn)的方法模擬不同尺寸精度下遞紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，從而找出一個(gè)

26、合理的尺寸精度和離散點(diǎn)的密度，使遞紙機(jī)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律符合于設(shè)計(jì)要求，保證了數(shù)據(jù)輸出的精確度。</p><p>　　第六章運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)前面章節(jié)設(shè)計(jì)出的共軛凸輪進(jìn)行了模態(tài)分析，求出了固有頻率，并與激振力的頻率做出比較，判斷所設(shè)計(jì)出的機(jī)構(gòu)是否與激振力發(fā)生共振。</p><p>　　第七章對(duì)全文做出總結(jié)及對(duì)今后研究做出展望。</p><p>　　第二章 遞

27、紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)研究系統(tǒng)</p><p>　　本章針對(duì)遞紙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究，建立了一種能夠自動(dòng)分析設(shè)計(jì)結(jié)果是否滿足設(shè)計(jì)要求的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是基于各種計(jì)算機(jī)輔助軟件可以通過接口和編程來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　§2.1 遞紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究系統(tǒng)流程</p><p>　　該設(shè)計(jì)與研究系統(tǒng)主要包括遞紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊和試驗(yàn)?zāi)K。程序的流程如圖2-1所示，在設(shè)計(jì)模塊中，我們

28、可以得到滿足理論要求的共軛凸輪并輸出數(shù)據(jù)。在試驗(yàn)?zāi)K中，對(duì)保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行虛擬樣機(jī)試驗(yàn)，查看是否滿足實(shí)際要求。</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)流程圖</p><p>　　§2.1.1遞紙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)模塊</p><p><b>　　模塊的需求設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　遞紙機(jī)構(gòu)的共軛凸輪

29、參數(shù)化設(shè)計(jì)必須具備以下功能：</p><p><b>　　友好的用戶界面；</b></p><p>　　數(shù)據(jù)的讀入、處理和運(yùn)行要準(zhǔn)確，有較高的可靠性；</p><p>　　經(jīng)過計(jì)算給出的數(shù)據(jù)和曲線圖要直觀，</p><p>　　設(shè)計(jì)流程如圖2-2所示：</p><p><b>　　圖2-

30、2</b></p><p>　　§2.1.2遞紙機(jī)構(gòu)的虛擬試驗(yàn)?zāi)K</p><p>　　由設(shè)計(jì)模塊得到數(shù)據(jù)之后，要對(duì)得到的共軛凸輪輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。由于凸輪輪廓一般是在數(shù)控機(jī)床上通過銑削加工而成，而加工數(shù)據(jù)是給定的一系列輪廓上的離散的點(diǎn)，相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的輪廓是通過直線擬合的。因此，輪廓上離散點(diǎn)取的越密，尺寸精度越高，則加工出的輪廓越精確，因此引起的振動(dòng)也越小。受到及數(shù)

31、控機(jī)床本身精度的影響，不可能無限細(xì)精確尺寸精度。只要將輪廓尺寸達(dá)到一定的精度后，由輪廓加工誤差引起的振動(dòng)可以明顯地減小乃至避免。如果輸入的數(shù)據(jù)精度達(dá)不到要求，將會(huì)引起遞紙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定，從而直接影響到印刷質(zhì)量的好壞。</p><p>　　此外，共軛凸輪機(jī)構(gòu)也會(huì)由于激振力的作用而引起共振。本文將對(duì)所設(shè)計(jì)出的共軛凸輪進(jìn)行模態(tài)分析，檢測共軛凸輪是否會(huì)發(fā)生共振。</p><p>　　試驗(yàn)?zāi)K的流

32、程如下圖2-3所示： </p><p><b>　　圖2-3</b></p><p><b>　　§2.2 小結(jié)</b></p><p>　　本章經(jīng)過分析對(duì)PZ1020平版印刷機(jī)遞紙機(jī)構(gòu)的改進(jìn)提出了總體流程，流程中的設(shè)計(jì)模塊是用來設(shè)計(jì)遞紙機(jī)構(gòu)中的重要部件共軛凸輪機(jī)構(gòu)。試驗(yàn)?zāi)K中是對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)出的共軛凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測

33、并對(duì)整個(gè)遞紙機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真運(yùn)動(dòng)分析，整個(gè)規(guī)劃是通過編程來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)充分利用各種計(jì)算機(jī)軟件來完成。</p><p>　　第三章 PZ1020平版印刷機(jī)遞紙機(jī)構(gòu)類型的選取</p><p><b>　　§3.1概述</b></p><p>　　平版印刷機(jī)將紙張輸送到前規(guī)，經(jīng)前規(guī)、側(cè)規(guī)定位后，由專門的紙張傳遞機(jī)構(gòu)將紙張叼住，逐漸加速到壓印滾筒表

34、面線速度，在相對(duì)靜止（即同步）中將紙張交給壓印滾筒咬牙，以便進(jìn)行印刷。這種傳遞紙張的裝置或機(jī)構(gòu)稱之為遞紙牙機(jī)構(gòu)，有些機(jī)器上遞紙牙作往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，因此又俗稱擺動(dòng)器。這類機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力性能，對(duì)于準(zhǔn)確平穩(wěn)地傳遞紙張、保證套印精度和提高機(jī)器速度，都起著極為重要的作用，因此平版印刷機(jī)遞紙機(jī)構(gòu)類型的選取是非常重要的[9-10]。本章主要工作是對(duì)遞紙機(jī)構(gòu)的類型進(jìn)行對(duì)比分析并為PZ1020印刷機(jī)在高速要求下選取了一種合適的類型。</p&g

35、t;<p>　　§3.2遞紙機(jī)構(gòu)的分類</p><p>　　遞紙機(jī)構(gòu)的分類：根據(jù)紙張傳遞的形式、遞紙牙機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性，可以分為如圖3-1所示的幾種類型[11-13]：</p><p>　　圖3-1 遞紙機(jī)構(gòu)的分類</p><p>　　1．直接遞紙 紙張?jiān)谶f紙臺(tái)上直接由壓印滾筒咬牙叼走的方式稱為直接遞紙。采用這種形式遞紙時(shí)，前規(guī)、側(cè)規(guī)對(duì)紙張的定

36、位在壓印滾筒空檔相應(yīng)轉(zhuǎn)角內(nèi)進(jìn)行，定位時(shí)間長短直接影響滾筒空檔以至直徑的大小。因此一般滾筒直徑很大、機(jī)構(gòu)龐大、生產(chǎn)效率低。</p><p>　　直接遞紙是滾筒咬牙在運(yùn)動(dòng)中直接將遞紙臺(tái)上靜止的紙張叼走。紙張?jiān)谒查g速度由零升至印刷滾筒表面速度，易在咬牙中滑移，引起傳遞誤差，嚴(yán)重時(shí)甚至能使紙邊叼口撕裂。另外，為了從遞紙臺(tái)上直接叼住紙張，滾筒咬牙必須張大120度左右，閉牙叼紙時(shí)間極短，一般采用“撞閂”裝置，沖擊大，影響紙張

37、定位穩(wěn)定性，也易破壞機(jī)件，如圖3-1所示：</p><p>　　1為前規(guī)；2為紙張；3為壓印滾筒咬紙牙</p><p><b>　　圖3-2 直接遞紙</b></p><p>　　2．間接遞紙 紙張?jiān)谶f紙臺(tái)上定好位后由專門的遞紙機(jī)構(gòu)將其叼住，然后逐漸加速至壓印滾筒表面線速度，在同步中交給滾筒咬牙。由于遞紙過程中無速度突變，且均為靜止或相對(duì)靜止

38、中實(shí)現(xiàn)交接，保證了遞紙精度，并且傳紙、咬紙平穩(wěn)可靠。如圖3-2所示：</p><p><b>　　圖3-3 間接遞紙</b></p><p>　　3．超越續(xù)紙方式將最終的套準(zhǔn)放在壓印滾筒上，紙張的速度略大于壓印滾筒的表面速度，避免了交接誤差，這種形式盡可能縮短紙張?jiān)谇耙?guī)停頓定位時(shí)間，通過紙張加速機(jī)構(gòu)將紙張加速超過滾筒表面線速度，在滾筒上進(jìn)行二次定位。雖然這種方式適應(yīng)高

39、速，但對(duì)紙張和控制等要求很高，只是在較少的高端的印刷機(jī)上應(yīng)用。如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-4 超越式遞紙</p><p>　　目前國內(nèi)外的平板印刷機(jī)大多數(shù)采用遞紙牙機(jī)構(gòu)間接遞紙，因?yàn)檫f紙過程中無速度突變，且均在靜止或相對(duì)靜止中實(shí)現(xiàn)交接，保證了遞紙精度。</p><p>　　§3.3遞紙機(jī)構(gòu)類型的選取</p><p>

40、;　　§3.3.1 PZ1020型平版印刷機(jī)原遞紙機(jī)構(gòu)</p><p>　　PZ1020型平版印刷機(jī)原來采用的是直接遞紙的方式。這種遞紙方式的缺點(diǎn)在于紙張停在輸紙板上時(shí)，速度為零。從理論上來分析以及實(shí)際效果中的反映，這種遞紙方式對(duì)紙張?jiān)斐珊艽蟮臎_擊。對(duì)印品質(zhì)量是非常不利的。打個(gè)比方，這就好比在公路邊放著一件貨物，然后緊貼著路邊開過一輛汽車，并且要求車上的人在汽車不減速的情況下，把放在公路邊的貨物取走，還

41、要每次都分毫不差地把這件貨物放到同一個(gè)位置上。而且該平版印刷機(jī)的最高印刷速度為8000張/小時(shí)， 如果強(qiáng)制將PZ1020平版印刷機(jī)印刷速度提高至12000張/小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)咬紙誤差，套印不準(zhǔn)，甚至無法印刷，因此難以在較高速印刷時(shí)保證較高的印刷質(zhì)量。</p><p>　　§3.3.2PZ1020型平版印刷機(jī)遞紙機(jī)構(gòu)改進(jìn)后的類型</p><p>　　現(xiàn)選用定心下擺式遞紙機(jī)構(gòu)作

42、為PZ1020平版印刷機(jī)改進(jìn)后的遞紙機(jī)構(gòu)類型。</p><p>　　定心擺動(dòng)式遞紙機(jī)構(gòu)屬于間接遞紙機(jī)構(gòu)。間接遞紙機(jī)構(gòu)與低速機(jī)的直接遞紙機(jī)構(gòu)相比有本質(zhì)改變，它在輸紙板和壓印滾筒之間加進(jìn)了一個(gè)“協(xié)調(diào)人員”——遞紙牙。遞紙牙“停”在輸紙板上，在基本靜止的狀態(tài)下咬住紙張，然后加速在等速的狀態(tài)下把紙張交給壓印滾筒。這使印刷速度和套準(zhǔn)精度有了很大改觀。它相當(dāng)于在快速前進(jìn)的汽車和路邊靜止的貨物之間多了一個(gè)能按需要隨意改變速度的

43、“神行太?！?。它在汽車不到之時(shí)就把貨物拿起來，然后趕在汽車到來之前，同向向前，在汽車等速并肩前進(jìn)時(shí)，在奔跑中把貨物交給坐在車上的人。這種方式保證了取紙和交紙時(shí)的相對(duì)穩(wěn)定，在很大程度上提高了印刷機(jī)速度和套準(zhǔn)質(zhì)量。</p><p>　　定心擺動(dòng)式根據(jù)遞紙機(jī)構(gòu)相對(duì)于輸紙板的位置不同，又分為上擺式遞紙牙和下擺式遞紙牙。上擺式遞紙牙在紙張尾部完全離開輸紙板以后，才能回到取紙位置：而下擺式遞紙牙在紙尾尚未離開輸紙板時(shí)即可返回

44、取紙位置，但是為保證圖文印刷到紙張正面，需要增加傳紙滾筒[14-16]。</p><p>　　定心上擺式遞紙機(jī)構(gòu)中還有一種擺臂可伸縮的遞紙機(jī)構(gòu)，與壓印滾筒交接時(shí)擺臂伸長，提前返回時(shí)擺臂縮回，遞紙牙提升，避免與滾筒表面相碰。遞紙牙回程走的路徑和工作行程不一樣，故滾筒空檔可縮小，滾筒表面利用率可提高，機(jī)器體積小。但是伸縮擺臂機(jī)構(gòu)復(fù)雜，制造精度難保證，故平版印刷機(jī)中很少采用這種遞紙機(jī)構(gòu)。如圖3-5所示：</p&g

45、t;<p>　　圖3-5 定心上擺式遞紙機(jī)構(gòu)</p><p>　　定心下擺式區(qū)別上擺式的是：采用間接遞紙方式，即遞紙牙先將紙張交給一個(gè)傳紙滾筒，再由遞紙滾筒交給壓印滾筒咬牙，以適應(yīng)壓印滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)平穩(wěn)，適合高速，是一種比較理想的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　鑒于上述分析并考慮到PZ1020機(jī)器自身的特點(diǎn)，我們采用定心下擺式遞紙機(jī)構(gòu)。下擺式遞紙機(jī)構(gòu)用共

46、軛凸輪作為驅(qū)動(dòng)件，通過滾子帶動(dòng)遞紙牙軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)遞紙牙完成叼紙、遞紙的工藝動(dòng)作。共軛凸輪為使兩組完整的凸輪機(jī)構(gòu),分別控制同一從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的推程和回程,該機(jī)構(gòu)能很好地控制從動(dòng)件做往復(fù)運(yùn)動(dòng),在各種自動(dòng)機(jī)械和紡織機(jī)、印刷機(jī)等中得到廣泛運(yùn)用。顯然，要保證這種遞紙機(jī)構(gòu)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滿足正常的印刷要求，設(shè)計(jì)時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)選用合適的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以確保凸輪機(jī)構(gòu)有良好的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能。定心下擺式遞紙機(jī)構(gòu)如圖3-6所示：</p>&l

47、t;p>　　1 傳紙滾筒；2 遞紙牙；3 前規(guī)；4 紙張</p><p>　　圖3-6 定心式下擺式遞紙牙示意圖</p><p><b>　　§3.4小結(jié)</b></p><p>　　本章首先詳細(xì)闡述了遞紙機(jī)構(gòu)的分類，然后比較各種遞紙機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)并結(jié)合PZ1020自身特點(diǎn)，為該印刷機(jī)選擇了定心下擺式遞紙機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)

48、情況下，比直接遞紙機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)，并能很大限度地降低機(jī)器高速運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)，保證了套準(zhǔn)的精確度。</p><p>　　第四章 PZ1020平版印刷機(jī)遞紙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　§4.1概述</b></p><p>　　在遞紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，共軛凸輪的設(shè)計(jì)是最重要的，因?yàn)楣曹椡馆喌某叽缰苯記Q定了遞紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀況。本章主要通過對(duì)

49、不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出了適合于改進(jìn)后的PZ1020遞紙機(jī)構(gòu)的共軛凸輪。最后將分析過程進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，使分析過程能夠應(yīng)用于不同的邊界條件。</p><p>　　§4.2構(gòu)建遞紙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p>　　§4.2.1 遞紙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程分析</p><p>　　在印刷過程中，由于遞紙牙擺臂的運(yùn)動(dòng)與印刷滾筒的運(yùn)動(dòng)在時(shí)間上是一一對(duì)應(yīng)的，并且

50、印刷滾筒的運(yùn)動(dòng)是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的。印刷滾筒與凸輪的轉(zhuǎn)速是大小相等，方向相反。一般擬定用凸輪轉(zhuǎn)角(0~360°)為當(dāng)量時(shí)間來確定擺動(dòng)遞紙牙的角位移(擺角)、遞紙牙角速度、遞紙牙角加速度的。曲線的起點(diǎn)是遞紙牙在輸紙板前邊緣開始咬紙的時(shí)刻[17]。圖4-1是擺動(dòng)遞紙牙的角位移(擺角)β與凸輪轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系曲線：</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p&g

51、t;　　圖中是以遞紙牙開始帶紙活動(dòng)為起點(diǎn)，其位移線圖可以分段： </p><p>　　OA是帶紙加速段 遞紙牙工作行程，當(dāng) =遞紙牙把紙張交給滾筒。</p><p>　　AB是等速交接段 紙張進(jìn)行等速交接，這段時(shí)間遞紙牙做等角速度運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　BC是遞紙牙擺到最遠(yuǎn)處段 遞紙牙在從交接減到靜止不動(dòng)。</p><p>　　CD是

52、遠(yuǎn)停段 遞紙牙在最大擺角處靜止不動(dòng)。</p><p>　　DE是遞紙牙擺回到輸紙臺(tái)段 </p><p>　　EF是停臺(tái)咬紙段 遞紙牙停臺(tái)咬紙并消除振動(dòng)，準(zhǔn)備咬住下一張紙。</p><p>　　對(duì)于遞紙牙的空回行程，不要求嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，只要接近輸紙板時(shí)沖擊較小，以便在停頓片刻后消除振動(dòng)，對(duì)于工作行程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律必須嚴(yán)格要求，以便能正常傳紙。這些要求是：</

53、p><p>　　1．在輸紙板上取紙時(shí)遞紙牙的速度為零，即應(yīng)在靜止?fàn)顟B(tài)下接取定位好的紙張。</p><p>　　2．把紙張交給壓印滾筒或傳紙滾筒時(shí)，遞紙牙的速度應(yīng)與壓印滾筒或傳紙滾筒表面速度的方向相同大小相等。因此交接點(diǎn)應(yīng)是遞紙牙正行程軌跡與壓印滾筒表面的切點(diǎn)。也就是：</p><p>　　式中：-遞紙牙擺動(dòng)半徑：</p><p>　　-遞紙牙在交

54、接點(diǎn)的角速度；</p><p><b>　　--傳紙滾筒半徑</b></p><p><b>　　--傳紙滾筒角速度</b></p><p>　　若印刷速度為12000張/時(shí),則交接時(shí)遞紙牙的速度為：</p><p>　?。?-1）

55、 </p><p>　　根據(jù)公式（4-1）可以求得在12000張/時(shí)印刷速度下，PZ1020遞紙機(jī)構(gòu)在交接時(shí)遞紙牙的速度為747.749deg/s。我們將以印刷速度12000張/時(shí)為例，求出遞紙牙運(yùn)動(dòng)規(guī)律和共軛凸輪。</p><p>　　3．由取紙點(diǎn)到交紙點(diǎn)間的加速運(yùn)動(dòng)過程應(yīng)無沖擊或沖擊甚小，即要求平滑的加速度，不允許在某點(diǎn)處加速度達(dá)到理論上的無窮大。</p><

56、p>　　4．無論取紙或交紙都必須有一段時(shí)間。即在輸紙板上咬住紙張后要繼續(xù)靜止一段時(shí)間才開始加速，而在紙張交給壓印滾筒時(shí)也應(yīng)該使遞紙牙與壓印滾筒有一段時(shí)間在相對(duì)靜止中共同咬住紙張。</p><p>　　根據(jù)光華印刷機(jī)械有限公司提供數(shù)據(jù)，圖4-1中各段函數(shù)具體邊界值如表4-1所示：</p><p>　　表4-1 遞紙牙在各個(gè)階段的邊界條件</p><p>　　

57、——初始位置凸輪轉(zhuǎn)過的角度</p><p>　　——初始位置凸輪轉(zhuǎn)過角度時(shí)所對(duì)應(yīng)的遞紙牙所轉(zhuǎn)過的角度</p><p>　　——初始位置凸輪轉(zhuǎn)過角度時(shí)所對(duì)應(yīng)的遞紙牙的角速度</p><p>　　——初始位置凸輪轉(zhuǎn)過角度時(shí)所對(duì)應(yīng)的遞紙牙的角加速度</p><p>　　——末位置凸輪轉(zhuǎn)過的角度</p><p>　　——末位置

58、凸輪轉(zhuǎn)過角度時(shí)所對(duì)應(yīng)的遞紙牙轉(zhuǎn)過的角度</p><p>　　——末位置凸輪轉(zhuǎn)過角度時(shí)所對(duì)應(yīng)的遞紙牙轉(zhuǎn)過的角速度</p><p>　　——末位置凸輪轉(zhuǎn)過角度時(shí)所對(duì)應(yīng)的遞紙牙轉(zhuǎn)過的角加速度</p><p>　　§4.2.2 遞紙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇</p><p>　　在遞紙機(jī)構(gòu)中，遞紙牙作為從動(dòng)件，它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律決定了凸輪輪廓曲線，故遞紙

59、牙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是設(shè)計(jì)凸輪的重要依據(jù)。由4.1.1分析，遞紙牙運(yùn)動(dòng)規(guī)律是由六段運(yùn)動(dòng)規(guī)律拼接而成的。常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律種類很多，這里介紹幾種最基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律[18]。</p><p>　　§4.2.2.1 基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p><b>　　1．多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律</b></p><p>　　多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一般形式為（以下,,均為廣義位移，

60、速度，加速度）</p><p><b>　　(4-1)</b></p><p><b>　　式中為待定系數(shù)。</b></p><p>　　1) 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p>　　等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度為常量。在多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一般形式中，當(dāng)時(shí)，則有下式</p&

61、gt;<p><b>　　(4-2)</b></p><p>　　推程時(shí)，，當(dāng)時(shí)，;當(dāng)時(shí)，?？汕蟪龃ㄏ禂?shù)，，,代入上式后并整理，可得到從動(dòng)件在推程的運(yùn)動(dòng)方程。</p><p><b>　　(4-3)</b></p><p>　　回程時(shí)，，當(dāng)時(shí)，;當(dāng)時(shí)，?？汕蟪龃ㄏ禂?shù)，，,代入上式后并整理，可得到從動(dòng)件在推

62、程的運(yùn)動(dòng)方程</p><p><b>　　(4-4)</b></p><p>　　由上式可知，當(dāng)時(shí)，從動(dòng)件按等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)。位移為凸輪轉(zhuǎn)角的一次函數(shù)，故位移曲線為一條斜直線。</p><p>　　從動(dòng)件按等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移、速度、加速度對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角的變化線圖如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-2 等速運(yùn)動(dòng)的

63、運(yùn)動(dòng)線圖</p><p>　　在行程的起點(diǎn)與終點(diǎn)處(A,B,O)，由于速度發(fā)生突變，加速度在理論上無窮大。導(dǎo)致從動(dòng)件產(chǎn)生非常大的沖擊慣性力，稱這種沖擊為剛性沖擊。另外，位移線圖的尖點(diǎn)A必定在對(duì)應(yīng)的凸輪廓線上產(chǎn)生尖點(diǎn)。這會(huì)對(duì)從動(dòng)件的工作產(chǎn)生不良影響，同時(shí)也加快了凸輪機(jī)構(gòu)的磨損。為消除等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的這種不良現(xiàn)象，常對(duì)起始點(diǎn)與終止點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行必要的修正。</p><p>　　2)．等加速和等

64、減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p>　　等加速和等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件在一個(gè)運(yùn)動(dòng)行程中，前半段作等加速運(yùn)動(dòng)，后半段作等減速運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　在多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一般形式中，當(dāng)n=2時(shí)，則有下式：</p><p><b>　　(4-5)</b></p><p>　　在推程階段，，從動(dòng)件作等加速運(yùn)動(dòng)。=0時(shí)，=0,=0;

65、 =時(shí)，。代入上式，可求出待定常數(shù)，，=0，=。將其代入，則有</p><p><b>　　(4-6)</b></p><p>　　當(dāng)，從動(dòng)件作等減速運(yùn)動(dòng)。時(shí)，；時(shí)，。代入上式，可求出待定常數(shù)，,,。將其代入上式，并進(jìn)行整理，則有</p><p><b>　　(4-7)</b></p><p>　　

66、同理可求解回程階段的運(yùn)動(dòng)方程。</p><p>　　，從動(dòng)件作等加速運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　(4-8)</b></p><p>　　，從動(dòng)件作等減速運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　(4-9)</b></p><p>　　由上式可知，當(dāng)n=2時(shí)，從動(dòng)件按等加速等

67、減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)。位移曲線為凸輪轉(zhuǎn)角的二次函數(shù)，為拋物線方程。</p><p>　　從動(dòng)件按等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移、速度、 加速度對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角的變化線圖如圖4-3所示</p><p>　　圖4-3 等加速等減速運(yùn)動(dòng)線圖</p><p>　　由加速度線圖可知，O、A、B、C、D五點(diǎn)的加速度有突變，因而從動(dòng)件的慣性也有突變。由于加速度的突變?yōu)橐挥邢拗?，慣性力的突

68、變也是有限值。對(duì)凸輪的沖擊也是有限的，故稱之為柔性沖擊。</p><p>　　在多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一般形式中，另就能得到相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程，具體求解方法和求等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律一樣。等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖4-3所示。</p><p>　　3)．五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p><b>　　(4-10)</b></p><p>　　

69、,推程階段的邊界條件為時(shí)，；時(shí)，，。將其代入方程，可求出6個(gè)待定系數(shù)，=，，。推程階段的運(yùn)動(dòng)方程為：</p><p><b>　　(4-11) </b></p><p>　　同理可寫出回程階段的運(yùn)動(dòng)方程</p><p><b>　　(4-12)</b></p><p>　　從動(dòng)件按5次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律

70、運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移、速度、加速度對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角的變化線如圖4-4所示：</p><p>　　圖4-4 5次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)線圖</p><p>　　由加速度線圖可知，5次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的加速度對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角的變化是連續(xù)曲線，因而沒有慣性力引起的沖擊現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好，可用于高速凸輪機(jī)構(gòu)。</p><p>　　2． 三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p>　　三角函數(shù)

71、運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件的加速度按余弦曲線或正弦曲線變化。</p><p>　　1） 余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律（又稱簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律）</p><p>　　動(dòng)點(diǎn)M作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，M點(diǎn)在下圖所示的坐標(biāo)軸s上的變化規(guī)律為從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。取動(dòng)點(diǎn)M在s軸上的變化規(guī)律為從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并設(shè)行程h等于圓周直徑2R。當(dāng)動(dòng)點(diǎn)M順時(shí)針由O點(diǎn)轉(zhuǎn)過，從動(dòng)件推程為,凸輪轉(zhuǎn)過推程運(yùn)動(dòng)角。如果動(dòng)點(diǎn)轉(zhuǎn)過角，凸輪轉(zhuǎn)角為，則有</

72、p><p>　　圖4-5 簡諧運(yùn)動(dòng)</p><p>　　可求出動(dòng)點(diǎn)轉(zhuǎn)過角度與凸輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系</p><p>　　，推程階段的位移方成為</p><p>　　對(duì)位移s求導(dǎo)數(shù)一次，兩次并整理得運(yùn)動(dòng)方程如下</p><p><b>　　(4-13)</b></p><p>　　

73、，回程階段的位移運(yùn)動(dòng)方程為</p><p>　　對(duì)位移s求導(dǎo)一次、兩次并整理，得運(yùn)動(dòng)方程如下。 </p><p><b>　　(4-14) </b></p><p>　　當(dāng) 時(shí)，其位移、速度、加速度對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角的運(yùn)動(dòng)線圖如圖4-6所示。</p><p>　　圖4-6余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p&

74、gt;　　簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律的加速度在行程始、終點(diǎn)有突變，這會(huì)引起柔性沖擊。但在無休止角的升—降—升凸輪機(jī)構(gòu)中，在連續(xù)的運(yùn)動(dòng)中則無沖擊發(fā)生。</p><p>　　2） 正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律（又稱擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律） 半徑為R的圓沿

75、圖所示坐標(biāo)系 的s軸作純滾動(dòng)，圓上動(dòng)點(diǎn)M點(diǎn)在s軸上投影的變化規(guī)律為擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。取該圓滾動(dòng)一周沿s軸上升的距離為從動(dòng)件的行程，。該圓滾動(dòng)一周自轉(zhuǎn)，對(duì)應(yīng)從動(dòng)件上升，凸輪轉(zhuǎn)過推程運(yùn)動(dòng)角 ；當(dāng)滾圓轉(zhuǎn)過 角，對(duì)應(yīng)從動(dòng)件上升s,凸輪轉(zhuǎn)角為。由下式可導(dǎo)出轉(zhuǎn)角與凸輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系式。</p><p>　　圖4-7擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p>　　當(dāng)滾圓自轉(zhuǎn)角，從動(dòng)件上升的距離s為</p>

76、<p>　　，推程階段的運(yùn)動(dòng)方程為</p><p><b>　　(4-15)</b></p><p>　　，回程階段的運(yùn)動(dòng)方程為</p><p><b>　　(4-16)</b></p><p>　　其運(yùn)動(dòng)線圖如圖4-8所示。由于加速度沒有突變，因而在運(yùn)動(dòng)中沒有沖擊?？稍谳^高速度工況下使用

77、。</p><p>　　圖4-8 擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖</p><p>　　進(jìn)行從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)時(shí)，要注意以下問題[19-20]。</p><p>　?、?從動(dòng)件的最大速度 要盡量小，當(dāng)從動(dòng)件系統(tǒng)得質(zhì)量m較大時(shí)，其最大動(dòng)量m對(duì)從動(dòng)件的 運(yùn)動(dòng)影響較大，故要限制從動(dòng)件的最大速度。</p><p>　?、?從動(dòng)件的最大加速度要盡量小，且無突變。

78、在高速凸輪中，從動(dòng)件的慣性力為F=ma.限制最大速度，就是限制了機(jī)構(gòu)的慣性力。對(duì)提高凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能有很大幫助。</p><p>　　③ 從動(dòng)件的最大躍度要盡量小，這里的躍度指加速度的一階導(dǎo)數(shù)，躍度反映了慣性力的變化率，影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。</p><p>　?、?的值越小越好，但這些值又相互制約相互矛盾?？筛鶕?jù)工作要求，分清主次進(jìn)行選擇。</p><p>

79、　　由以上各運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以看出比較適合遞紙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要求的有：五次多項(xiàng)式和正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，下面對(duì)這兩種運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析。</p><p>　　§4.2.2.2 五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律和正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律比較</p><p>　　1．五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p>　　現(xiàn)采用五次多項(xiàng)式來模擬遞紙牙運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)ε，ω，β分別為遞紙牙在某一段上的角加速度、角速度

80、和角位移，，，分別為該段起始位置的角加速度、角速度、和角位移，，，則分別為該段末端位置的角加速度、角速度、和角位移。采用五次多項(xiàng)式拼接運(yùn)動(dòng)規(guī)律，具有角位移的表達(dá)式如下（4-16）將式（4-16）求導(dǎo)可以得到遞紙牙的角速度、角加速度的表達(dá)式(4-17)(4-18)。</p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　ω==(++++)

81、 （4-17） </p><p>　　ε==(+++) （4-18） </p><p>　　式中：——待求系數(shù)，i=0,1,2……5；</p><p>　　——傳紙滾筒的角速度；</p><p><b>　　——傳

82、紙滾筒轉(zhuǎn)角。</b></p><p>　　從式（4-16）（4-17）（4-18）中可以看出，只要定出6個(gè)系數(shù)，即可求出在該段上遞紙牙的角位移，角速度，角加速度。而6個(gè)系數(shù)，可通過每段兩端點(diǎn)的邊界條件求出。即將，，，，，代入式（4-16）（4-17）（4-18），聯(lián)立求解可求出系數(shù)6個(gè)系數(shù)。其表達(dá)式如公式(4-19)。</p><p>　　= (4

83、-19)</p><p>　　若將所求出的，，，，，帶入式（4-16）（4-17）（4-18），則可得到ε，ω，β與壓印滾筒轉(zhuǎn)角之間的函數(shù)關(guān)系，即為遞紙牙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。用Matlab編程求得六段的函數(shù)如下：</p><p><b>　　=+</b></p><p><b>　　=-0.3092</b></p>

84、<p><b>　　=1.6532++</b></p><p><b>　　=0.6283</b></p><p><b>　　=6.0724++</b></p><p>　　=0

85、 (4-20)</p><p>　　2．正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p>　　由于從動(dòng)件在推程作停-升-停型運(yùn)動(dòng)，且A-B段必須滿足等速交接（參照圖4-1），因此對(duì)應(yīng)的速度在此段必須不為零，但是要?jiǎng)蛩?。O-C位置處的值應(yīng)為零。又為了滿足加速度值無突變的要求，加速度線上O、A、B、C、D位置處的值應(yīng)為零。便只能在各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，選取半正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。從動(dòng)件的回程是停-降-停型運(yùn)動(dòng)

86、。為了滿足回程兩端的速度、加速度均為零的要求，今選用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。根據(jù)前面的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以得到各個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)規(guī)律函數(shù)如下：</p><p><b>　　1）帶紙加速階段</b></p><p><b>　　(4-21)</b></p><p><b>　　等速交接</b></p>

87、<p><b>　　（4-22）</b></p><p><b>　　遞紙牙擺到最遠(yuǎn)處</b></p><p><b>　?。?-23）</b></p><p>　　遠(yuǎn)停段（遞紙牙擺在最遠(yuǎn)處靜止不動(dòng)）</p><p><b>　?。?-24）</b&

88、gt;</p><p>　　遞紙牙擺回到輸紙臺(tái)段</p><p><b>　?。?-25）</b></p><p><b>　　停臺(tái)咬紙段</b></p><p><b>　　（4-26）</b></p><p>　　上述6段曲線拼接后便構(gòu)成了以正弦加速

89、度曲線為基礎(chǔ)的遞紙牙運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線。在利用PZ1020參考數(shù)據(jù)計(jì)算后得到遞紙牙角加速度比較如圖4-9所示：</p><p><b>　　圖4-9</b></p><p>　　由于在等速交接AB階段、遠(yuǎn)停CD階段及停臺(tái)咬紙EF階段無論是五次多項(xiàng)式還是正弦都是一樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即加速度為0。所以只需要從剩下的帶紙加速OA階段、擺到最遠(yuǎn)AB階段及回臺(tái)DE階段來比較兩種不同運(yùn)動(dòng)規(guī)

90、律。</p><p>　　1．帶紙加速OA階段</p><p>　　正弦加速度的幅值與五次多項(xiàng)式加速度的副值之差為</p><p>　　2．?dāng)[到最遠(yuǎn)BC階段</p><p>　　正弦加速度的幅值與五次多項(xiàng)式加速度的副值之差為</p><p><b>　　3．回臺(tái)DE階段</b></p>

91、<p>　　正弦加速度的幅值與五次多項(xiàng)式加速度的副值之差為</p><p>　　在利用五次多項(xiàng)式和正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律拼接遞紙牙運(yùn)動(dòng)規(guī)律的時(shí)候，我們希望設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中加速度盡可能的小，以便減小沖擊和振動(dòng)。從上面對(duì)兩種規(guī)律的對(duì)比，從整個(gè)過程來看，兩者在推程過程中加速度差別不大。而且正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中高速輕載的場合，五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于高速中載的場合[20]，對(duì)于PZ1020印刷機(jī)的遞紙機(jī)構(gòu)

92、來說，其運(yùn)動(dòng)處于高速下，載荷為紙張與遞紙牙排重量之和，故可歸為高速下的中載。我們將選用五次多項(xiàng)式來模擬遞紙牙運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p>　　綜上所述，本文采取五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律為定心下擺式遞紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，按照這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，我們就能求解出對(duì)應(yīng)的共軛凸輪。</p><p>　　§4.3構(gòu)建共軛凸輪輪廓曲線</p><p>　　共軛凸輪為兩個(gè)凸輪盤控制著兩個(gè)

93、固定連接在一起的從動(dòng)件，分別控制同一從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的推程和回程。而從動(dòng)件與凸輪的接觸面可以是平面，也可以是滾子。印刷機(jī)遞紙機(jī)構(gòu)中采用的是滾子從動(dòng)件。從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度看，這種從動(dòng)件的滾子運(yùn)動(dòng)是多余的，但滾子的轉(zhuǎn)動(dòng)作用把凸輪與滾子之間的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦，減少了凸輪機(jī)構(gòu)的磨損?？梢詡鬟f較大的動(dòng)力，故應(yīng)用它遞紙機(jī)構(gòu)有兩個(gè)凸輪和兩個(gè)滾子，其中一個(gè)滾子借外力以牽制另一個(gè)滾子，這樣，差不多可以消除間隙。共軛在高速、沖擊負(fù)荷或較高動(dòng)負(fù)荷的情況下，

94、可以有效地控制從動(dòng)件，使噪聲、振動(dòng)、磨損均減低到最小限度。</p><p>　　§4.3.1 主凸輪輪廓曲線確定</p><p>　　計(jì)算擺動(dòng)式從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)中的凸輪輪廓時(shí)，必須依據(jù)給定的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律。滾子擺動(dòng)從動(dòng)件共軛凸輪機(jī)構(gòu)中,主副兩凸輪所對(duì)應(yīng)的擺桿長度和及其上的滾子半徑Rr1和Rr2分別可相等,也可不相等。通常要求兩凸輪的最小半徑尺寸相等。</p>&l

95、t;p>　　計(jì)算主凸輪輪廓時(shí)，需要先根據(jù)給定的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律β=ψ（），并可以求出角速度。根據(jù)反轉(zhuǎn)法得出凸輪在xoy坐標(biāo)系（ox軸指凸輪推程起點(diǎn)）的理論輪廓極坐標(biāo)計(jì)算公式[21]：</p><p>　　=tan （4-27）</p><p><b>　　[0,2]</b></p><p>　　] （4-28）

96、</p><p>　　上式中，指中心距，指主凸輪擺桿長，指凸輪轉(zhuǎn)角，指從動(dòng)件擺桿的擺角，指相對(duì)位置符號(hào)系數(shù)，從動(dòng)件推程轉(zhuǎn)向與凸輪轉(zhuǎn)向相同時(shí)，=1，反之，=-1。指主凸輪擺桿與主凸輪推程起點(diǎn)相接觸時(shí)，主凸輪最小極徑和擺桿與機(jī)架間的夾角：</p><p>　　=cos （4-29）</p><p>　　=

97、cos （4-30）</p><p>　　從而得到主凸輪的實(shí)際輪廓極坐標(biāo)計(jì)算公式：</p><p>　　= （4-31）</p><p><b>　　[0,2]</b></p><p><b>　　（4-32）</b

98、></p><p>　　上式指主凸輪滾子半徑，指的是壓力角。</p><p>　　§4.3.2 主凸輪輪廓壓力角確定</p><p>　　計(jì)算擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的一般公式為：</p><p><b>　?。?-33）</b></p><p>　　壓力角是表示機(jī)構(gòu)受力性能的

99、重要參數(shù)，壓力角越大，驅(qū)動(dòng)擺桿的有用分力越小，產(chǎn)生摩擦得有害分力越大，當(dāng)壓力角增大到一定程度時(shí)機(jī)構(gòu)將自鎖。從提高效率的角度，壓力角越小越好，但壓力角的減小會(huì)導(dǎo)致整個(gè)機(jī)構(gòu)尺寸的增大。有了基圓半徑，則由公式（4-27）（4-28）得出主凸輪的理論輪廓線，由公式（4-31）（4-32）得出主凸輪的實(shí)際輪廓線。</p><p>　　§4.3.3 副凸輪輪廓線的計(jì)算</p><p>　　首

100、先計(jì)算代表副凸輪擺桿與副凸輪回程起點(diǎn)相接觸時(shí)，副凸輪最大極徑和擺桿與機(jī)架間的夾角[22-23]：</p><p>　　= （4-34）</p><p>　　式中：指的是從動(dòng)件擺桿的角度沖程。</p><p><b>　?。?-35）</b></p><p>　　其中

101、，副凸輪的基圓半徑</p><p><b>　?。?-36）</b></p><p>　　副凸輪的理論輪廓極坐標(biāo)：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　[0,2] (4-37)&

102、lt;/p><p>　　] (4-38)</p><p>　　式中：指副凸輪相對(duì)位置符號(hào)系數(shù)，與主凸輪的必然相反的，=-</p><p>　　副凸輪的實(shí)際輪廓坐標(biāo)：</p><p>　　(4-39) (4-40)</p><p>　　§4.3.4 副凸輪輪廓壓力角確定</

103、p><p><b>　　(4-41)</b></p><p>　　§4.3.5主副凸輪安裝角</p><p>　　主、副凸輪基準(zhǔn)軸線的安裝角為：</p><p><b>　　(4-42)</b></p><p>　　的度量方向是由主凸輪基準(zhǔn)軸線按逆時(shí)針方向度量至副凸輪基

104、準(zhǔn)線.</p><p>　　主、副凸輪兩擺桿的安裝角為：</p><p><b>　　(4-43)</b></p><p>　　根據(jù)廠方提供數(shù)據(jù)，已知主凸輪的基圓半徑是125mm，中心矩為200mm。結(jié)合公式（4-20），（4-27）至（4-43）利用Matlab編程得到共軛凸輪輪廓曲線，如圖4-10所示：曲線1為主凸輪理論輪廓曲線，曲線2為主

105、凸輪實(shí)際輪廓曲線，曲線3為副凸輪理論輪廓曲線，曲線4為副凸輪實(shí)際輪廓曲線。</p><p>　　圖4-10 共軛凸輪輪廓曲線</p><p>　　§4.4定心下擺式遞紙機(jī)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)</p><p>　　在前面分別對(duì)定心下擺式遞紙機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析、設(shè)計(jì)了共軛凸輪，整個(gè)過程比較繁瑣。如果需要對(duì)遞紙機(jī)構(gòu)做出改動(dòng)，均需將整個(gè)過程重做一遍，這對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說

106、，無疑增加了很多工作量。如果計(jì)算流程類似，只是參數(shù)的值不同，完全可以將這個(gè)分析過程開發(fā)成界面[24-31]，將重復(fù)計(jì)算的工作交給計(jì)算機(jī)來完成。設(shè)計(jì)人員只需輸入不同的初始參數(shù)，便可方便地得到滿足工作要求的新的設(shè)計(jì)的凸輪輪廓。</p><p><b>　　圖4-11</b></p><p>　　根據(jù)本章4-2和4-3的分析及設(shè)計(jì)過程，用MATLAB語言對(duì)界面中的各按鈕進(jìn)行

107、編程，實(shí)現(xiàn)各按鈕的功能。如圖4-11所示。</p><p>　　若用戶希望改變其中的參數(shù)，如不同邊界條件的設(shè)定，可以得到不同的遞紙牙速度、加速度曲線，例如根據(jù)表4-1中的邊界條件就可得到圖4-12，4-13。</p><p>　　圖4-12 遞紙牙角速度圖</p><p>　　圖4-13 遞紙牙角加速度圖</p><p>　　由于實(shí)際加工凸輪

108、是通過離散的點(diǎn)來完成的，為了方便這些離散點(diǎn)數(shù)據(jù)的取得，添置了“凸輪數(shù)據(jù)保存”按鈕。在繪制出凸輪輪廓圖后，點(diǎn)擊此按鈕，可以自動(dòng)在工作目錄下生成一個(gè)記事本文件，存放凸輪輪廓數(shù)據(jù)。</p><p>　　“檢驗(yàn)壓力角”按鈕可以對(duì)設(shè)計(jì)出的凸輪壓力角進(jìn)行校核，繪制出壓力角隨凸輪轉(zhuǎn)角變化的曲線。圖4-14為主凸輪的壓力角變化曲線。從圖4-14中可以看出，根據(jù)表4-1中的邊界條件所設(shè)計(jì)的主凸輪壓力角變化小于擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的許

109、用壓力角[]=45，滿足不自鎖的條件。</p><p>　　圖4-14 凸輪壓力角</p><p><b>　　§4.5小結(jié) </b></p><p>　　本章首先對(duì)遞紙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行了分析，通過比較不同的模擬方案，最終選擇了五次多項(xiàng)式來模擬遞紙牙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用Matlab軟件編程繪制出了共軛凸輪輪廓曲線。最后對(duì)整個(gè)過

110、程進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)過程同時(shí)能應(yīng)用于其它邊界條件下的遞紙機(jī)構(gòu)。</p><p>　　第五章 基于共軛凸輪尺寸誤差引起的振動(dòng)分析</p><p><b>　　§5.1概述</b></p><p>　　凸輪輪廓尺寸誤差引起的振動(dòng)將會(huì)是凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)的主要原因。尺寸誤差將使遞紙機(jī)構(gòu)失去原設(shè)計(jì)所期望的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而導(dǎo)致遞紙機(jī)構(gòu)的工作性

111、能變惡劣。第四章設(shè)計(jì)的凸輪的輪廓曲線都是通過解析法得到的，由于凸輪輪廓是在數(shù)控機(jī)床上通過銑削加工而成，而加工數(shù)據(jù)是給定的一系列輪廓上的離散的點(diǎn)，必然將導(dǎo)致實(shí)際加工出來的凸輪輪廓曲線與所設(shè)計(jì)的有所偏差，這樣遞紙牙運(yùn)動(dòng)規(guī)律也會(huì)偏離所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，本章將采用虛擬試驗(yàn)的方法，通過對(duì)遞紙機(jī)構(gòu)的仿真，找出一個(gè)合理的尺寸精度和凸輪輪廓上離散點(diǎn)的數(shù)量，使遞紙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真接近于設(shè)計(jì)時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p>　　§

112、5.2 Pro/E對(duì)遞紙機(jī)構(gòu)的三維實(shí)體建模與虛擬裝配</p><p>　　要進(jìn)行遞紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真，首先要有實(shí)體模型，由于遞紙機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，很難在ADAMS中建立實(shí)體模型，所以借助于強(qiáng)大的三維實(shí)體造型軟件Pro/E建立遞紙機(jī)構(gòu)的模型，最后導(dǎo)入到ADAMS中進(jìn)行仿真。</p><p>　　§5.2.1 遞紙機(jī)構(gòu)實(shí)體模型分析</p><p>　　圖5-1

113、遞紙機(jī)構(gòu)安裝圖</p><p>　　遞紙機(jī)構(gòu)安裝圖如圖5-1所示，共軛凸輪套在墻板上通過齒輪與主電機(jī)連接，兩個(gè)滾子靠在共軛凸輪上，擺桿套在遞紙手中心主軸上，遞紙手中心主軸穿在墻板上，墻板上裝有軸承。遞紙擺臂通過銷子與中心主軸固定在一起。當(dāng)主電機(jī)工作時(shí)，共軛凸輪就帶動(dòng)遞紙手往復(fù)擺動(dòng)。</p><p>　　§5.2.2 Pro/E建立遞紙機(jī)構(gòu)實(shí)體模型</p><p

114、>　　遞紙機(jī)構(gòu)主要是由共軛凸輪、遞紙牙擺臂、滾子、連桿、連桿軸、插銷等零件組成，零件相對(duì)較多。在零件建模前，首先對(duì)零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，將復(fù)雜的零件結(jié)構(gòu)分解成Pro/E所建立的基本特征要素，選用合理的順序進(jìn)行建模。利用Pro/E提供的拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、剪切、倒角等命令建立遞紙機(jī)構(gòu)各零件的實(shí)體模型如圖5-2所示。</p><p>　　圖5-2 主要零件模型</p><p>　　共軛凸輪的建

115、模相對(duì)復(fù)雜，具體建模過程如下：</p><p><b>　　創(chuàng)建圖形特征</b></p><p>　　在pro/e中新建一個(gè)實(shí)體零件文件，在該文件中插入圖形，繪制如圖5-2所示的樣條曲線，繪制過程中除了首尾兩點(diǎn)入圖所示外，其他點(diǎn)的坐標(biāo)可以任意繪制將由數(shù)據(jù)文件控制，最后保存為文件名為tunlun的文件。</p><p>　　圖5-2 建立樣條曲

116、線</p><p>　　利用matlab 中獲得的從動(dòng)件位移數(shù)據(jù)生成樣條曲線。利用上面創(chuàng)建的樣條曲線生成一個(gè)數(shù)據(jù)文件，保存為tulun.pts，具體內(nèi)容如圖5-3所示</p><p>　　圖5-3 生成的數(shù)據(jù)文件</p><p>　　接著把里面的數(shù)據(jù)改成matlab中獲得的從動(dòng)件位移數(shù)據(jù)如圖5-4所示，</p><p>　　圖5-

117、4 修改數(shù)據(jù)文件</p><p>　　利用修改過的數(shù)據(jù)重新建立曲線如圖5-5所示</p><p>　　圖5-5 重新建立的曲線</p><p><b>　　創(chuàng)建凸輪實(shí)體</b></p><p>　　在pro/e中我們創(chuàng)建一個(gè)圓形的基準(zhǔn)曲線，利用可變剖面掃描并編輯關(guān)系式創(chuàng)建凸輪實(shí)體如圖5-6所示</p>

118、<p>　　圖5-6 創(chuàng)建凸輪實(shí)體 </p><p>　　§5.2.3虛擬裝配 </p><p>　　用Pro/E進(jìn)行裝配過程中，裝配過程可以與實(shí)際裝配過程相同，按照要求逐個(gè)裝入零件，也可以不同于實(shí)際裝配過程。通常的做法是將各個(gè)部分裝配成子組件，然后將各個(gè)子組件裝配起來，形成一個(gè)完整的裝配組件。這就是通常所說的分層裝配技術(shù)，這樣可以簡化

119、裝配關(guān)系，便于修改且避免關(guān)系的沖突。我們可以先將共軛凸輪軸線和遞紙手中心軸距離固定，然后分別套入擺桿、滾子、插銷等，利用同軸、相切等約束進(jìn)行裝配。在Pro/E中裝配文件的名稱為y-71-00.asm。建立的裝配模型如圖5-8所示。</p><p>　　圖5-8 遞紙機(jī)構(gòu)裝配模型</p><p>　　§5.3利用ADAMS對(duì)遞紙機(jī)構(gòu)的仿真</p><p>　

120、　仿真分析結(jié)果可以判斷該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，通過對(duì)遞紙機(jī)構(gòu)的仿真，可以模擬不同尺寸加工精度下遞紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)情況的對(duì)比從而找出一個(gè)合理的尺寸加工精度。</p><p>　　§5.3.1 導(dǎo)入遞紙機(jī)構(gòu)模型</p><p>　　由于y-71-00.asm格式的文件不能直接導(dǎo)入到Adams中，我們應(yīng)在pro/e里面把文件保存為.x_t的文件再改成.xmt_txt。</