半自動(dòng)平壓模切機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)仿真

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1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 XXXI頁(yè) 共Ⅱ頁(yè) 目 次 1 緒論 1 2 半自動(dòng)平壓模切機(jī)工作原理 2 3 模切機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及選擇 3 3.1 實(shí)現(xiàn)下模往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)思路和選擇方案 3 3.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 4 4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 5 4.1 總傳動(dòng)比計(jì)算 5 4.2 擺桿滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算 5 4.3 急回角θ計(jì)算 7 5 滑塊E點(diǎn)的速度和加速度計(jì)算 8 5.1 位置1分析 8 5.1.1 繪制機(jī)構(gòu)速度位置圖 9 5.1.2 確定C點(diǎn)和E點(diǎn)的速度 9 5.1.3 繪制機(jī)構(gòu)加速度位置圖 10

2、5.1.4 確定C點(diǎn)和E點(diǎn)的加速度 10 5.2 位置2分析 11 5.2.1 繪制機(jī)構(gòu)速度位置圖 12 5.2.2 確定C點(diǎn)和E點(diǎn)的速度 13 5.2.3 繪制機(jī)構(gòu)加速度位置圖 14 5.2.4 確定C點(diǎn)和E點(diǎn)的加速度 14 5.3 位置3分析 15 5.3.1 繪制機(jī)構(gòu)速度位置圖 17 5.3.2 確定C點(diǎn)和E點(diǎn)的速度 17 5.3.3 繪制機(jī)構(gòu)加速度位置圖 18 5.3.4 確定C點(diǎn)和E點(diǎn)的加速度 18 6 模切機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真 20 6.1 ADAMS軟件概述 20 6.2模切機(jī)構(gòu)的ADAMS建模 20 6.3 位置1時(shí)ADMAS建模

3、 22 6.3.1 ADMAS建模圖形輸出 22 6.3.2 E點(diǎn)位置ADMAS輸出數(shù)據(jù)圖表 22 6.4 位置2時(shí)的ADMAS建模 24 6.4.1 ADMAS建模圖形輸出 24 6.4.2 E點(diǎn)位置ADMAS輸出數(shù)據(jù)圖表 24 6.5 位置3時(shí)ADMAS建模 26 6.5.1 ADMAS建模圖形輸出 26 6.5.2 E點(diǎn)位置ADMAS輸出數(shù)據(jù)圖表 26 結(jié)論 28 致謝 29 參考文獻(xiàn) 30 1 緒論 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高商品的包裝愈顯重要我國(guó)包裝工業(yè)的迅速發(fā)展使得市場(chǎng)急需大量高性能的自動(dòng)化包裝機(jī)械以滿足日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求我國(guó)包

4、裝機(jī)械是包裝工業(yè)的一大門(mén)類產(chǎn)品在包裝工業(yè)中有著舉足輕重的地位和作用它給許多行業(yè)提供了必要的技術(shù)設(shè)備以完成產(chǎn)品的包裝工藝過(guò)程同時(shí)包裝產(chǎn)品因質(zhì)量高生產(chǎn)效率高品種多生產(chǎn)環(huán)境好生產(chǎn)成本低環(huán)境污染小而獲得較強(qiáng)的生命力帶來(lái)了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益據(jù)統(tǒng)計(jì)紙包裝容器的應(yīng)用最為廣泛占總消耗品的. 其中折疊紙盒由于它具有易回收無(wú)污染等特點(diǎn)因而受到各國(guó)環(huán)保部門(mén)的重視具有很大的應(yīng)用價(jià)值模切機(jī)作為一種模壓折疊紙盒工藝的專用包裝機(jī)械逐步地顯現(xiàn)出其巨大的市場(chǎng)價(jià)值。 美國(guó)日本德國(guó)意大利是世界上包裝機(jī)械四大強(qiáng)國(guó)，美國(guó)是世界上包裝機(jī)械發(fā)展歷史較長(zhǎng)的國(guó)家早已形成了獨(dú)立完整的包裝機(jī)械體系其品種和產(chǎn)量均居世界之首 日本的包裝機(jī)械以

5、中小型單機(jī)為主具有體積小精密度高易安裝操作方便自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)德國(guó)的包裝機(jī)械在計(jì)量制造技術(shù)性能等方面居領(lǐng)先地位特別是啤酒飲料灌裝設(shè)備具有高速成套自動(dòng)化程度高可靠性好等特點(diǎn)享譽(yù)全球一些大公司生產(chǎn)的包裝機(jī)械集機(jī)-電-儀及微機(jī)控制于一體采用光電感應(yīng)以光標(biāo)控制并配有防靜電裝置 意大利是僅次于德國(guó)的第二大包裝機(jī)械出口國(guó)意大利的包裝機(jī)械多用于食品工業(yè)具有性能優(yōu)良外觀考究?jī)r(jià)格便宜的特點(diǎn)出口比例占80%左右美國(guó)是其最大的出口市場(chǎng)。 在眾多印后設(shè)備品中，我國(guó)模切機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)達(dá)到較高的水平。模切機(jī)的品種基本滿足國(guó)內(nèi)印刷包裝業(yè)的生產(chǎn)需求。國(guó)內(nèi)已經(jīng)可以制造包括全自動(dòng)平壓平模切機(jī)在內(nèi)的商標(biāo)模切機(jī)、不干膠

6、商標(biāo)模切機(jī)、圓壓圓模切機(jī)、圓壓平模切機(jī)、平壓模切壓痕機(jī)（老虎嘴模切機(jī)）等產(chǎn)品。近年來(lái)，已經(jīng)可以制造聯(lián)動(dòng)線上的模切單元，如：柔性版印刷機(jī)、凹版印刷機(jī)、不干膠印刷機(jī)、瓦楞紙印刷開(kāi)槽機(jī)等設(shè)備的模切單元。目前，我國(guó)模切機(jī)的種類有商標(biāo)模切機(jī)、圓壓平模切機(jī)、平壓模切壓痕機(jī)、不干膠商標(biāo)模切機(jī)、數(shù)控商標(biāo)模切機(jī)、圓壓圓模切機(jī)、半自動(dòng)平壓模切機(jī)、全自動(dòng)平壓平模切機(jī)等。其中，平壓模切機(jī)是包裝印刷工業(yè)中的重要加工設(shè)備，主要用于紙盒、紙箱或商標(biāo)等印刷品的模切、壓痕和冷壓凹凸。 2 半自動(dòng)平壓模切機(jī)工作原理 半自動(dòng)平壓模切機(jī)是印刷、包裝行業(yè)壓制紙盒、紙箱等紙制品的專用設(shè)備。它可對(duì)各種規(guī)格的紙板、厚度在4mm以

7、下的瓦楞紙板，以及各種高級(jí)精細(xì)的印刷品進(jìn)行壓痕、切線、壓凹凸。經(jīng)過(guò)壓痕、切線的紙板，用手工或機(jī)械沿切線處去掉邊料后，沿著壓出的壓痕可折疊成各種紙盒、紙箱，或制成凹凸的商標(biāo)。 其工藝動(dòng)作示意圖如圖2.1所示： 圖2.1平壓模切機(jī)工藝動(dòng)作示意圖 1—雙列鏈傳動(dòng) 2—主動(dòng)鏈輪 3—走紙橫快 4—工作臺(tái)面 5—固定上模 6—可動(dòng)下模 7—執(zhí)行構(gòu)件 8—紙板 壓制工藝主要分為兩部分，一為將紙走到位，二是對(duì)紙板進(jìn)行沖壓。走紙過(guò)程采用雙鏈輪傳動(dòng)，鏈輪上有五個(gè)走紙橫塊。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，主動(dòng)鏈輪由間歇機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，使雙鏈輪做同步的間歇運(yùn)動(dòng)。每次停歇時(shí)，鏈上的的一個(gè)走紙橫塊恰好走到主動(dòng)輪下方的位置，工作

8、臺(tái)下的控制夾緊機(jī)構(gòu)使橫塊上的夾緊機(jī)構(gòu)張開(kāi)，人將紙送入到夾緊機(jī)構(gòu)中，夾緊片夾緊，機(jī)構(gòu)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，將紙板送入到具有固定上模和可動(dòng)下模的沖壓模切機(jī)構(gòu)中，機(jī)構(gòu)再次停歇，這時(shí)，在工作臺(tái)下面的主動(dòng)傳動(dòng)構(gòu)件和下模一起向上運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)紙板的壓痕，切線。壓切完成之后，機(jī)構(gòu)再次運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。 3 模切機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及選擇 根據(jù)半自動(dòng)平壓模機(jī)構(gòu)的工作原理，把機(jī)器完成加工要求的動(dòng)作分解為若干種基本運(yùn)動(dòng)。對(duì)本題進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)是可考慮以下幾種機(jī)構(gòu)方案： 3.1 實(shí)現(xiàn)下模往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)思路和選擇方案 由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要具有急回和增力特性，可以選擇曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊鏈接機(jī)構(gòu)，也可以選擇曲柄搖桿和搖桿滑塊鏈接

9、的六桿機(jī)構(gòu)和曲柄搖桿，或者搖桿滑塊鏈接機(jī)構(gòu)，分別如圖3.1、3.2、3.3所示。 圖3.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 圖3.2曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 圖3.3搖桿滑塊機(jī)構(gòu) 由于圖3.2中兩軸連接點(diǎn)所受沖力過(guò)大會(huì)失效所以放棄，而圖3.1中機(jī)構(gòu)有同樣的問(wèn)題，當(dāng)沖力過(guò)大時(shí)，對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)所施加的力會(huì)引起機(jī)構(gòu)失效。所以選擇圖3.3所示機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)由曲柄搖桿和搖桿滑塊串聯(lián)而成，主要優(yōu)點(diǎn)是滑塊5承受很大載荷時(shí)，連桿2卻受力很小，曲柄1所需的趨向力矩小，因而該機(jī)構(gòu)常被稱為增力機(jī)構(gòu)，具有節(jié)省動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)。 3.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 圖3.4 模切機(jī)生產(chǎn)阻力曲線 1）每小時(shí)壓制紙板3000張

10、 2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，滑塊推動(dòng)下模向上運(yùn)動(dòng)時(shí)PC=2N，回程時(shí)不受力，回程的平均速度為工作形成平均速度的1.3倍，下模移動(dòng)的行程長(zhǎng)度是H=500.5mm，下模和滑塊的質(zhì)量約120kg。 3）工作臺(tái)面離地面的距離約120mm。 4）所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的性能要良好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，節(jié)省動(dòng)力，壽命長(zhǎng)，便于制造。 4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 這里傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算指的是壓力角取值不同的情況下E點(diǎn)的速度及加速度計(jì)算。 4.1 總傳動(dòng)比計(jì)算 此處省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙等.請(qǐng)聯(lián)系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全

11、套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過(guò)答辯 當(dāng)L3=L4時(shí)，φ4=π-φ3 S=H-[2L3 - 2L3Sinφ3] 式（4.3） 當(dāng)搖桿在最右端極限位置時(shí)，取φ3 =φ30 ，此時(shí)S=0 L3 =H/2（1- Sinφ3 ）=50/2（1- Sinφ3） 式（4.4） 圖4.2 模切機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)力分析 由于已知條件可知，工作臺(tái)面離地面的距離約1200mm，即L3+L4≤1200mm， 則L3≤600mm，由此可知：

12、 L3 =50/2（1- Sinφ30）≤600mm， 1- Sinφ30 ≥1/24， Sinφ30 ≤23/24， 即φ30 ≤73.4則0≤α≤16.6 從節(jié)省動(dòng)力的方面考慮，則壓力角α要求愈小，即φ3 要盡可能大，所以可以取不同的φ30進(jìn)行分開(kāi)考慮。 4.3 急回角θ計(jì)算 如圖4.3所示是執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)極限位置[18,19] 圖4.3 極限位置的執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)示意圖 由題意可知： K=180+θ/180-θ 式（4.5

13、） θ=180(K-1)/(K+1) 由K=1.3可得θ=180（1.3-1）/（1.3+1）=23.48 5 滑塊E點(diǎn)的速度和加速度計(jì)算 5.1 位置1分析 當(dāng)φ30=60，θ1=50，已知DE=1200,CD=CE,K=1.3，L3=L4，求L4，AB，BC。 當(dāng)C點(diǎn)處于極限位置時(shí)，即點(diǎn)在DE直線上時(shí)，A,B,C處于同一直線,而當(dāng)φ30=60時(shí)，由于CD長(zhǎng)度已知，則此時(shí)C點(diǎn)的位置已知，又由θ1=50可以畫(huà)出CB的軌跡，即此時(shí)的CB是以C點(diǎn)為圓心的一個(gè)圓，作C垂直D，則C=BC-ABA=+AB[20]。 所以 AB=1/2(BC-+AC-)

14、 圖5.1 φ30=60，θ1=50時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置示意圖 由極限位置時(shí)D，E，C在同一條直線上可以知道L4 =1/2DE=600mm。 算得 AB=295.42mm，取AB=296mm，BC=891.96mm，取BC=892mm。 VB=ω*LAB，ω=2πn/60=214503.1460=151.8r/s。 VB =151.8296mm=44.9328m/s,取VB=45m/s。 5.1.1 繪制機(jī)構(gòu)速度位置圖 根據(jù)已知各構(gòu)件的長(zhǎng)度及構(gòu)件的位置,用選定的比例尺μv從構(gòu)件開(kāi)始按幾何作圖法繪制機(jī)構(gòu)位置圖。 圖5.2

15、構(gòu)件該位置速度多邊形圖 5.1.2 確定C點(diǎn)和E點(diǎn)的速度 由于A處角加速度ω1的大小,方向已知,所以B點(diǎn)的速度VB大小和方向也已知。為求C處的速度，可根據(jù)同一構(gòu)件上相對(duì)速度原理寫(xiě)出相對(duì)速度矢量方程式： VC = VB + VCB 式（5.1） 方向 ⊥CD ⊥AB ⊥CB 大小 未知 ω*LAB 未知 式中VC,VB表示點(diǎn)C,B的絕對(duì)速度，VCB表示點(diǎn)C相對(duì)點(diǎn)B的相對(duì)速度，其方向垂直CB，大小未知；點(diǎn)C的速度方向垂直CD，大小未知。在上

16、面矢量方程式中，僅VC和VCB的大小未知，可以用圖解法求解。為此在圖上任取一點(diǎn)P，作代表VB的矢量Pb，其方向垂直AB，指向與ω1轉(zhuǎn)向一致，長(zhǎng)度等于VB/μv,μv為速度比例尺，取μv=1,過(guò)P點(diǎn)作直線垂直代表VC的方向線，再過(guò)點(diǎn)b作直線垂直代表Vcb的方向線，這兩方向線交點(diǎn)為c，則矢量pc和bc便分別代表VC和VCB，則矢量pc和bc便分別代表Vc和Vcb，其大小為Vc=μv及Vcb=μv。則 VC =50.436μv=50.436m/s 取 VC=51m/s 為求點(diǎn)E的速度VE，同理根據(jù)同一構(gòu)件上點(diǎn)E相對(duì)點(diǎn)C及點(diǎn)E相對(duì)點(diǎn)B的相對(duì)速度原理寫(xiě)出相對(duì)速度矢量方程式:

17、 VE = VC + VEC 式（5.2） 方向 ？ ⊥CD ⊥EC 大小 未知 51m/s 未知 速度分析圖如圖4.4.2所示，所以VE =49.772m/sμv=49.772m/s 取 VE=50m/s 5.1.3 繪制機(jī)構(gòu)加速度位置圖 圖5.3 構(gòu)件該位置加速度多邊形圖 5.1.4 確定C點(diǎn)和E點(diǎn)的加速度 在進(jìn)行加速度分析時(shí)，因

18、構(gòu)件A的角速度ω1和角加速度ε1的大小,方向都已知,故B處的法向加速度a和a也已知，為求構(gòu)件D上點(diǎn)C的加速度，可根據(jù)同一構(gòu)件上相對(duì)加速度原理寫(xiě)出相對(duì)加速度矢量方程式： = + 式（5.3） 或： + = + + 方向 CD ⊥CD BA CB ⊥CB 大小 未知 未知 式中表示點(diǎn)C相對(duì)點(diǎn)B的法向

19、加速度,其方向?yàn)閺腃指向點(diǎn)C相對(duì)點(diǎn)B的切向加速度,其方向垂直CB。又因速度多邊形已作出，所以上式法向加速度都可求出，僅有和的大小未知，同樣可以用圖解法求解。如圖5.3，在圖上取一點(diǎn)π，作π代表,方向?yàn)槠叫胁腂指向A,長(zhǎng)度為()/,其中為加速度比例尺,取=1,再過(guò)b做代表,方向是平行并從C指向B,長(zhǎng)度為()/；過(guò)作垂直代表的方向線，又用同一比例尺從點(diǎn)π做π代表，方向是平行CD并從C指向D，長(zhǎng)度為（）/；接著過(guò)做垂直代表的方向線。該兩個(gè)方向線相交與c，連接πc,則矢量πc便代表 = 5602.9 為求E點(diǎn)的加速度，根據(jù)構(gòu)件D上C，E兩點(diǎn)相對(duì)加速度原理可寫(xiě)出

20、 = + + + 式（5.4） 方向 ⊥BC CD ⊥CD EC ⊥EC 大小 未知 17.2 未知 上式中只有的大小和的大小未知,故可圖解求得。在圖5.3中可知, =1086.7 5.2 位置2分析 當(dāng)φ30=50，θ1=40，已知DE=1200,CD=CE,K=1.3，L3=L4 求L4，AB，BC。 當(dāng)C點(diǎn)處于極限位置時(shí)，即點(diǎn)在DE直線上

21、時(shí)，A,B,C處于同一直線,而當(dāng)φ30=50，由于CD長(zhǎng)度已知，則此時(shí)C點(diǎn)的位置已知，又由θ1=40畫(huà)出CB的軌跡，即此時(shí)的CB是以C點(diǎn)為圓心的一個(gè)圓，作C垂直D，則C=BC-ABA=+AB 所以 AB=1/2(BC-+AC-) 由圖可知，AC=BC-AB A=+AB 所以 AB=1/2(BC-+AC-) 算得 AB=212.02mm，取AB=213mm，BC=918.99mm，取BC=919mm。 VB=ω*LAB，ω=2πn/60=214503.1460=151.8r/s。 VB =151.82

22、13mm=32.334m/s,取VB=33m/s。 圖5.4 φ30=50，θ1=40執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置示意圖 5.2.1 繪制機(jī)構(gòu)速度位置圖 根據(jù)已知各構(gòu)件的長(zhǎng)度及構(gòu)件的位置,用選定的比例尺μv從構(gòu)件開(kāi)始按幾何作圖法繪制機(jī)構(gòu)位置圖。 圖5.5 構(gòu)件該位置速度多邊形圖 5.2.2 確定C點(diǎn)和E點(diǎn)的速度 由于A處角加速度ω1的大小,方向已知,所以B點(diǎn)的速度VB大小和方向也已知。為求C處的速度，可根據(jù)同一構(gòu)件上相對(duì)速度原理寫(xiě)出相對(duì)速度矢量方程式： VC = VB + VCB 式（5.5） 方向 ⊥

23、CD ⊥AB ⊥CB 大小 未知 ωLAB 未知 式中VC,VB表示點(diǎn)C,B的絕對(duì)速度，VCB表示點(diǎn)C相對(duì)點(diǎn)B的相對(duì)速度，其方向垂直CB，大小未知；點(diǎn)C的速度方向垂直CD，大小未知。在上面矢量方程式中，僅VC和VCB的大小未知，可以用圖解法求解。為此在圖上任取一點(diǎn)P，作代表VB的矢量Pb，其方向垂直AB，指向與ω1轉(zhuǎn)向一致，長(zhǎng)度等于VB/μv,μv為速度比例尺，取μv=0.1,過(guò)P點(diǎn)作直線垂直代表VC的方向線，再過(guò)點(diǎn)b作直線垂直代表Vcb的方向線，這兩方向線交點(diǎn)為c，則矢量pc和bc便分別代表VC和VCB，則矢量pc和bc便

24、分別代表Vc和Vcb，其大小為Vc=μv及Vcb=μv。則 VC =44.472μv=44.472m/s 取 VC=45m/s 為求點(diǎn)E的速度VE，同理根據(jù)同一構(gòu)件上點(diǎn)E相對(duì)點(diǎn)C及點(diǎn)E相對(duì)點(diǎn)B的相對(duì)速度原理寫(xiě)出相對(duì)速度矢量方程式: VE = VC + VEC 式（5.6） 方向 未知 ⊥CD ⊥EC 大小 未知 45m/s 未知 速度分析圖如圖4.4.

25、2所示，所以VE =57.27m/sμv=57.27m/s 取VE =58m/s 5.2.3 繪制機(jī)構(gòu)加速度位置圖 圖5.6 構(gòu)件該位置加速度多邊形圖 5.2.4 確定C點(diǎn)和E點(diǎn)的加速度 在進(jìn)行加速度分析時(shí)，因構(gòu)件A的角速度ω1和角加速度ε1的大小,方向都已知,故B處的法向加速度a和a也已知，為求構(gòu)件D上點(diǎn)C的加速度，可根據(jù)同一構(gòu)件上相對(duì)加速度原理寫(xiě)出相對(duì)加速度矢量方程式： = + 或： + = + +

26、 式(5.7) 方向 CD ⊥CD BA CB ⊥CB 大小 未知 未知 式中表示點(diǎn)C相對(duì)點(diǎn)B的法向加速度,其方向?yàn)閺腃指向點(diǎn)C相對(duì)點(diǎn)B的切向加速度,其方向垂直CB。又因速度多邊形已作出，所以上式法向加速度都可求出，僅有和的大小未知，同樣可以用圖解法求解。如圖5.6，在圖上取一點(diǎn)π，作π代表,方向?yàn)槠叫胁腂指向A,長(zhǎng)度為()/,其中為加速度比例尺,取=1,再過(guò)b做代表,方向是平行并從C指向B,長(zhǎng)度為()/；過(guò)作垂直代表的方向線，又用同一比例尺從點(diǎn)π做π代表，方向是平行CD并從C指向D，長(zhǎng)度為（）/；接著過(guò)做

27、垂直代表的方向線。該兩個(gè)方向線相交與c，連接πc,則矢量πc便代表 =2929.2 為求E點(diǎn)的加速度，根據(jù)構(gòu)件D上C，E兩點(diǎn)相對(duì)加速度原理可寫(xiě)出 = + + + 式(5.8) 方向 ⊥BC CD ⊥CD EC ⊥EC 大小 未知 2929.2 未知 上式中只有的大小和的大小未知,故可圖解求得。在圖5.6中可知 =6721.5 5.3 位置3分析 當(dāng)φ

28、30=50θ1=45時(shí),知DE=1200,CD=CE,K=1.3，L3=L4 求L4，AB，BC。 當(dāng)C點(diǎn)處于極限位置時(shí)，即點(diǎn)在DE直線上時(shí)，A,B,C處于同一直線,而當(dāng)φ30=60時(shí)，由于CD長(zhǎng)度已知，則此時(shí)C點(diǎn)的位置已知，又由θ1=50可以畫(huà)出CB的軌跡，即此時(shí)的CB是以C點(diǎn)為圓心的一個(gè)圓，作C垂直D，則C=BC-ABA=+AB 所以 AB=1/2(BC-+AC-) L4=600m，由圖5.7可知,AC=BC-AB A=+AB 所以 AB=1/2(BC-+AC-) 算得 AB=234.36mm，

29、取AB=235mm，BC=831mm。 VB=ωLAB，ω=2πn/60=214503.1460=151.8r/s。 VB =151.8235mm=35.673m/s,取VB=36m/s。 圖5.7 φ30=50，θ1=45執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置示意圖 5.3.1 繪制機(jī)構(gòu)速度位置圖 圖5.8 構(gòu)件該位置速度多邊形圖 5.3.2 確定C點(diǎn)和E點(diǎn)的速度 由于A處角加速度ω1的大小,方向已知,所以B點(diǎn)的速度VB大小和方向也已知。為求C處的速度，可根據(jù)同一構(gòu)件上相對(duì)速度原理寫(xiě)出相對(duì)速度矢量方程式： VC = VB + VCB

30、 式(5.9) 方向 ⊥CD ⊥AB ⊥CB 大小 未知 ω*LAB 未知 式中VC,VB表示點(diǎn)C,B的絕對(duì)速度，VCB表示點(diǎn)C相對(duì)點(diǎn)B的相對(duì)速度，其方向垂直CB，大小未知；點(diǎn)C的速度方向垂直CD，大小未知。在上面矢量方程式中，僅VC和VCB的大小未知，可以用圖解法求解。為此在圖上任取一點(diǎn)P，作代表VB的矢量Pb，其方向垂直AB，指向與ω1轉(zhuǎn)向一致，長(zhǎng)度等于VB/μv,μv為速度比例尺，取μv=1,過(guò)P點(diǎn)作直線垂直代表VC的方向線，再過(guò)點(diǎn)b作直線垂直代表Vcb的方向線，這兩方向線交點(diǎn)為c，則矢

31、量pc和bc便分別代表VC和VCB，則矢量pc和bc便分別代表Vc和Vcb，其大小為Vc=μv及Vcb=μv。則 VC =48.92μv=48.92m/s 取 VC=49m/s 為求點(diǎn)E的速度VE，同理根據(jù)同一構(gòu)件上點(diǎn)E相對(duì)點(diǎn)C及點(diǎn)E相對(duì)點(diǎn)B的相對(duì)速度原理寫(xiě)出相對(duì)速度矢量方程式: VE = VC + VEC 式(5.10) 方向 未知 ⊥CD ⊥EC 大小 未知 49m/

32、s 未知 速度分析圖如圖5.8所示，所以VE =56.05m/sμv=56.05m/s 取VE =57m/s 5.3.3 繪制機(jī)構(gòu)加速度位置圖 圖5.9 構(gòu)件該位置加速度多邊形圖 5.3.4 確定C點(diǎn)和E點(diǎn)的加速度 在進(jìn)行加速度分析時(shí)，因構(gòu)件A的角速度ω1和角加速度ε1的大小,方向都已知,故B處的法向加速度a和a也已知，為求構(gòu)件D上點(diǎn)C的加速度，可根據(jù)同一構(gòu)件上相對(duì)加速度原理寫(xiě)出相對(duì)加速度矢量方程式： = + 或： + = + + 式（5.1

33、1） 方向 CD ⊥CD BA CB ⊥CB 大小 未知 未知 式中表示點(diǎn)C相對(duì)點(diǎn)B的法向加速度,其方向?yàn)閺腃指向點(diǎn)C相對(duì)點(diǎn)B的切向加速度,其方向垂直CB。又因速度多邊形已作出，所以上式法向加速度都可求出，僅有和的大小未知，同樣可以用圖解法求解。如圖5.1.3所示，在圖上取一點(diǎn)π，作π代表,方向?yàn)槠叫胁腂指向A,長(zhǎng)度為()/,其中為加速度比例尺,取=1,再過(guò)b做代表,方向是平行并從C指向B,長(zhǎng)度為()/；過(guò)作垂直代表的方向線，又用同一比例尺從點(diǎn)π做π代表，方向是平行CD并從C指向D，長(zhǎng)度為（）/；接著過(guò)做

34、垂直代表的方向線。該兩個(gè)方向線相交與c，連接πc,則矢量πc便代表 = 57.04 為求E點(diǎn)的加速度，根據(jù)構(gòu)件D上C，E兩點(diǎn)相對(duì)加速度原理可寫(xiě)出 = + + + 式（5.12） 方向 ⊥BC CD ⊥CD EC ⊥EC 大小 未知 57.04 未知 上式中只有的大小和的大小未知,故可圖解求得。在圖5.1.3中可知 =166.16

35、 6 模切機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真 6.1 ADAMS軟件概述 ADAMS，即機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，該軟件是美國(guó)MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)開(kāi)發(fā)的虛擬樣機(jī)分析軟件。目前，ADAMS己經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用。根據(jù)1999年機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真分析軟件國(guó)際市場(chǎng)份額的統(tǒng)計(jì)資料，ADAMS軟件銷(xiāo)售總額近八千萬(wàn)美元、占據(jù)了51%的份額。 ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫(kù)、約束庫(kù)、力庫(kù)，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理

36、論中的拉格郎日方程方法，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。ADAMS軟件的仿真可用于預(yù)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞檢測(cè)、峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等。 ADAMS一方面是虛擬樣機(jī)分析的應(yīng)用軟件，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣機(jī)分析開(kāi)發(fā)工具，其開(kāi)放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進(jìn)行特殊類型虛擬樣機(jī)分析的二次開(kāi)發(fā)工具平臺(tái)。ADAMS軟件有兩種操作系統(tǒng)的版本：UNIX版和Windows NT/2000版。本書(shū)將以Windows 2000版的A

37、DAMS l2.0為藍(lán)本進(jìn)行介紹。 ADAMS軟件由基本模塊、擴(kuò)展模塊、接口模塊、專業(yè)領(lǐng)域模塊及工具箱5類模塊組成。用戶不僅可以采用通用模塊對(duì)一般的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行仿真，而且可以采用專用模塊針對(duì)特定工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的問(wèn)題進(jìn)行快速有效的建模與仿真分析。 6.2模切機(jī)構(gòu)的ADAMS建模 在第三章中我們對(duì)模切機(jī)構(gòu)進(jìn)行了各種方案設(shè)計(jì)和比較，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算和分析，得出最佳方案?，F(xiàn)在對(duì)其進(jìn)行ADAMS建模，其具體建模流程為圖6.1。 圖6.1 ADAMS建模界面 6.3 位置1時(shí)ADMAS建模 6.3.1 ADMAS建模圖形輸出 圖6.2 利用ADMAS建模的平壓模切往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖

38、6.3.2 E點(diǎn)位置ADMAS輸出數(shù)據(jù)圖表 位移圖形 圖6.3 ADMAS輸出的位移圖形 速度圖形 圖6.4 ADMAS輸出的速度圖形 加速度圖形 圖6.5 ADMAS輸出的加速度圖形 6.4 位置2時(shí)的ADMAS建模 6.4.1 ADMAS建模圖形輸出 圖6.6 利用ADMAS建模的平壓模切往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖 6.4.2 E點(diǎn)位置ADMAS輸出數(shù)據(jù)圖表 位移圖形 圖6.7 ADMAS輸出的位移圖形 速度圖形 圖6.8 ADMAS輸出的速度圖形 加速度圖形 圖6.9 ADMAS輸出的加速度圖

39、形 6.5 位置3時(shí)ADMAS建模 6.5.1 ADMAS建模圖形輸出 圖6.10 利用ADMAS建模的平壓模切往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖 6.5.2 E點(diǎn)位置ADMAS輸出數(shù)據(jù)圖表 位移圖形 圖6.11 ADMAS輸出的位移圖形 速度圖形 圖6.12 ADMAS輸出的速度圖形 加速度圖形 圖6.13 ADMAS輸出的加速度圖形 根據(jù)圖6.11、6.12和6.13的曲線圖仿真結(jié)果分析可知，所確定選擇的方案所設(shè)計(jì)的模切機(jī)構(gòu)完全滿足設(shè)計(jì)要求。當(dāng)然通過(guò)MSCADAMS強(qiáng)大的后置處理，也可以對(duì)設(shè)計(jì)中存在的不足，能夠更為直觀、準(zhǔn)確地分析并加以

40、改進(jìn)，有效提高設(shè)計(jì)效率。成形過(guò)程數(shù)字化仿真技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)傳統(tǒng)模切技術(shù)走向科學(xué)化，進(jìn)入先進(jìn)制造技術(shù)行列。 結(jié) 論 本文是對(duì)模切機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及選擇，實(shí)現(xiàn)下模往復(fù)直移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案比較。通過(guò)對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）、搖桿滑塊機(jī)構(gòu)三種機(jī)構(gòu)的分析計(jì)算選擇出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為最佳設(shè)計(jì)方案。 全文最后通過(guò)ADAMS對(duì)所確定選擇的方案所設(shè)計(jì)的模切機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)的仿真分析，對(duì)方案的改進(jìn)和完善起到很到的幫助作用。 由于時(shí)間、學(xué)識(shí)和能力有限，再加之實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，因而在設(shè)計(jì)中間錯(cuò)誤和不足可能在所難免，懇請(qǐng)老師和同學(xué)們的批評(píng)和指正，不甚感謝！

41、 致 謝 本論文是在劉老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。承蒙劉老師的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo)，雖然有繁忙的工作，但仍抽出大量時(shí)間給予我學(xué)習(xí)上的指導(dǎo)和幫助，劉老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和精益求精的科學(xué)作風(fēng)將使我終身受益，值得永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)。在此謹(jǐn)向劉老師致以最崇高的敬意和衷心的感謝! 本課程的完成和論文的準(zhǔn)備中，得到了其他同學(xué)和朋友的幫助和支持，對(duì)他們及在大學(xué)學(xué)習(xí)期間，曾經(jīng)給予本人關(guān)心和幫助的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)、朋友， 也對(duì)一直支持我學(xué)業(yè)和生活的家人，在此表示最誠(chéng)摯的謝意！ 參 考

42、 文 獻(xiàn) [1] 王華坤， 范元?jiǎng)? 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上[M]. 北京：兵器工業(yè)出版社，2001. [2] 閻敏， 王文博. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999. [3] 劉冰. 模切沖壓機(jī)構(gòu)桿件的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2005，6：18-26. [4] 王玉新. 機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法學(xué)[M]. 天津：天津大學(xué)出版社，1996. [5] 楊基厚. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987. [6] 宋梅利. 基于ADAMS的六連桿機(jī)構(gòu)沖壓機(jī)構(gòu)的仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，30（3）：285-287. [7] 鄭建榮. AD

43、AMS——虛擬樣機(jī)技術(shù)入門(mén)與提高[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001. [8] 姜琪. 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]. 北京：高等教育出版社，1991. [9] 曹龍華. 機(jī)械原理[M]. 北京：高等教育出版社，1986. [10] 金孟浩. 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1987. [11] 徐曾蔭， 姜琪. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的精確解析綜合[J]. 西安：西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1987，4：36-51. [12] 韓曉良. 我國(guó)模切機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀[C]. 北京：北京印刷機(jī)械研究所，2005. [13] 沈風(fēng)寶，李步清. 機(jī)械原理[M]. 南京：南京理工大學(xué)出版社，1994. [14] 傅則紹. 機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)[M]. 成都：成都科技大學(xué)出版社，2001. [15] 李桂紅， 成剛虎. 平壓模切機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性的分析研究[J]. 包裝與食品機(jī)械，2003，5：17-22. [16] 王根會(huì)， 李寧. 機(jī)構(gòu)仿真在模切設(shè)計(jì)上的應(yīng)用[C]. 上海：上海印刷，2005. [17] 何元庚. 機(jī)械原理與機(jī)械零件[M]. 北京: 高等教育出版杜，1998. [18] 李培根. 機(jī)械工程基礎(chǔ)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2005. [19] 孫祖， 傅則紹. 機(jī)械原理[M]， 北京: 高等教育出版社，1990.