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非圆齿轮变速输纸机构的分析与仿真
作 者: 陈晓宇
导 师: 张海燕
学 校: 西安理工大学
专 业: 印刷包装技术与设备
关键词: 变速输纸机构 椭圆齿轮 动力学分析 遗传算法 参数化设计
分类号: TH132.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要
输纸装置是印刷机的关键部件,直接影响着印刷机的工作效率。变速输纸机构是提高输纸速度,保证输纸稳定的一种输纸机构。本文对椭圆齿轮变速输纸机构进行运动学和动力学性能的分析,优化设计椭圆齿轮变速输纸机构中的两个安装角,并对椭圆齿轮进行强度校核,使其在高速状态下工作性能优良,保证输纸装置的平稳输纸。同时对椭圆齿轮变速输纸机构进行了参数化设计,为输纸装置的设计提供平台。本课题的主要内容包括:(1)运用刚体动力学和齿轮啮合理论建立了椭圆齿轮变速输纸机构的运动学和动力学分析模型,研究了机构在高速工作状态下的运动学和动力学特性。用Pro/ENGINEER软件建立机构模型后,导入ADAMS中对机构进行了运动模拟。(2)在企业提供的输纸速度等参数基础上,运用遗传算法建立机构两个安装角的动力学优化模型,求得机构动力学性能最优的安装角。在采用最优安装角的情况下,对选定模数、齿数的椭圆齿轮进行强度计算,从而保证变速输纸机构在高速下平稳工作。(3)设计椭圆齿轮变速输纸机构的参数化软件。软件操作简单,可方便地对椭圆齿轮变速输纸机构进行分析和机构的优化,以数据和图形方式进行输出,简单明了,为变速输纸机构的设计和改进提供参考。本课题从生产实际出发,设计椭圆齿轮变速输纸机构,对保证输纸装置的工作效率和输纸稳定性有着重要的意义,为印刷机的设计和应用研究提供了良好的平台。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-8 1 绪论 8-14 1.1 单张纸输纸装置的组成与性能要求 8 1.2 变速输纸机构概述 8-10 1.3 非圆齿轮传动技术发展现状 10-12 1.3.1 非圆齿轮传动技术国外研究现状 10-11 1.3.2 非圆齿轮传动技术国内研究现状 11-12 1.4 课题的研究意义和主要内容 12-14 2 非圆齿轮传动设计的基本理论 14-26 2.1 非圆齿轮的节曲线及其传动的基本概念 14-15 2.2 非圆齿轮节曲线的确定 15-16 2.3 非圆齿轮节曲线封闭的条件 16-18 2.4 非圆齿轮节曲线为凸形的条件 18-20 2.5 非圆齿轮设计的其他注意问题 20-21 2.5.1 非圆齿轮传动的压力角 20-21 2.5.2 非圆齿轮传动的根切校验 21 2.6 椭圆齿轮传动的设计 21-25 2.7 本章小结 25-26 3 椭圆齿轮变速输纸机构的分析 26-40 3.1 椭圆齿轮变速输纸机构的组成与工作原理 26-28 3.2 机构运动学模型的建立 28-30 3.2.1 椭圆齿轮的向径 28 3.2.2 机构中各齿轮角速度和角加速度分析 28-29 3.2.3 两个椭圆齿轮质心的运动分析 29-30 3.3 机构动力学模型的建立 30-35 3.3.1 椭圆齿轮的啮合动力学分析 30-34 3.3.2 圆齿轮的啮合动力学分析 34-35 3.4 运动学、动力学模型求解过程 35-37 3.5 企业实际机构求解 37-38 3.6 本章小结 38-40 4 机构的实体建模与仿真 40-50 4.1 常用建模与仿真软件简介 40-43 4.1.1 Pro/E软件简介 40-41 4.1.2 ADAMS软件简介 41-42 4.1.3 MECHANISM/Pro模块简介 42-43 4.2 椭圆齿轮变速输纸机构的建模 43-48 4.2.1 椭圆齿轮模型的创建 43-45 4.2.2 圆齿轮模型的创建 45-46 4.2.3 机构的装配与仿真 46-48 4.3 本章小结 48-50 5 椭圆齿轮变速输纸机构设计参数的研究 50-66 5.1 机构设计的主要参数 50-51 5.2 基于遗传算法的安装角优化设计 51-58 5.2.1 遗传算法简介 51-55 5.2.2 安装角优化模型的建立 55-57 5.2.3 安装角的优化结果 57-58 5.3 椭圆齿轮齿数、模数的分析 58-63 5.3.1 不同椭圆齿轮齿数、模数对机构的影响 58-60 5.3.2 椭圆齿轮传动强度计算 60-63 5.4 本章小结 63-66 6 椭圆齿轮变速输纸机构的参数化设计 66-72 6.1 开发工具 66 6.2 参数化软件主要功能 66 6.3 参数化软件的组成 66-70 6.3.1 软件初始界面 67 6.3.2 机构设计分析界面 67-69 6.3.3 机构优化设计界面 69-70 6.4 本章小结 70-72 7 总结与展望 72-74 7.1 课题总结 72-73 7.2 不足与展望 73-74 致谢 74-76 参考文献 76-80 附录 80
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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械零件及传动装置 > 机械传动机构 > 啮合传动 > 齿轮及齿轮传动
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