水松纸切割装置的设计是烟草机械设计人员研究的重要课题之一。随着我国工业技术的发展,烟草机械设备也在不断更新换代,然而水松纸切割装置却一直延用德国的专利技术,这成为制约我国烟草机械设备打入国际市场的一个瓶颈。因此,我们有必要对切纸机构的相关理论进行研究,通过技术创新,设计拥有自主知识产权的水松纸切割装置。本文针对空间高速运动和同步切纸问题,创新性提出垂直高速旋转式切纸方式。在限定空间范围内,采用CAD/CAE技术设计了垂直高速旋转式水松纸切割装置(Vertical High-speed Rotary Tipping paper-cutting Device,简称VHRTD)。在优化选取刀具数目、安装角度和旋转中心位置等设计参数的基础上,利用解析法推导了机构运动的数学模型和切纸刀刃曲线方程,并通过虚拟样机仿真和物理样机试验分析验证了VHRTD结构设计的正确性,为水松纸的切割工艺提供了一种新的方法。论文首先综述了国内外水松纸切割装置的研究历史和现状,着重分析了现有切纸装置的切纸原理和切纸方式的利弊。其次,在研究现代机械设计方法和物体空间运动啮合原理的基础上,采用基于装配的原则,设计了一个与已有切纸装置的切纸原理完全不同的切纸方案,并按照机械设计的一般程序阐述了设计过程中的重点和难点。最后,建立了VHRTD的仿真模型和试验平台,通过虚拟样机仿真和物理样机试验方法分析了VHRTD的运动特性、切纸精度、装配方法和切纸效果等方面的内容,结合仿真和试验结果,提出了切实可行的修改方案。此外,根据实际需要适当改变切纸刀结构和刀片材料,VHRTD可在其他行业推广应用。