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本文的研究对象是高速纸箱成型机的输送系统,当转速提高时,由于国产纸箱成型机设计缺陷性的存在,输送系统会产生运动失真、受力冲击增大、振动加剧等问题。为了解决这个问题,本文采用反求设计理论就转速提高后的出现的问题进行了理论分析和研究,并对比了传统设计的机构,反求设计后的机构取得良好的效果。
文中对输送系统的两个主要运动机构——展开成型机构和封箱底机构进行了如下分析:
从国内外纸箱成型机的发展分析提出现阶段限制纸箱成型机速度提高的主要原因一机构的结构与传动方式。提出输送系统改进的方向和思路。
其次,对展开成型机构中的凸轮机构和封箱底机构的导轨进行了反求设计。首先按原引进的凸轮机构和导轨廓线进行测绘,得到凸轮和导轨的实际轮廓离散坐标,根据设计原理建立求解理论轮廓线和从动件运动规律的数学模型,通过剔除数据中的奇异点和误差值得出机构从动件的运动规律曲线方程,然后采用解析法计算出更加符合实际的凸轮轮廓廓曲线和导轨廓线曲线。
接着,采用Cosmosmotion软件分别建立反求得出的凸轮从动件与导轨机构的三维实体模型,并对其运动特性进行仿真分析,分析结果表明,反求得出的两机构符合高速纸箱成型机的工艺特性。
然后,在合理假设的条件下,运用等效原则对两机构进行简化并建立各从动件机构的弹性动力学模型,求出输出系统的动态位移、速度和加速度误差,更加直观地评价了系统的动态性能。同时分析指出由于凸轮机构设计的不合理,从而导致了机构受力冲击的产生。研究结果表明,在60箱/min的成型速度下,整个过程系统运动平稳。
最后,通过实验对比国内纸箱成型机速度提高后输出端的位移、速度和加速度,以及损箱情况,验证了反求设计后的输送系统运动平顺,在实际运用中取得了较好的效果。体现了改进后机构的优越性。