自动包装机切纸机构的计算机辅助设计续

自动包装机切纸机构的计算机辅助设计续

3 切纸机构执行构件的运动分析

如图3所示，以摆杆摆动中心O1点为原点建立坐标系x1O1y1，凸轮的基圆与以摆杆摆动中心O，点为圆心，摆杆长度l=70．5mm为半径所确定的圆交于B点，B点即为摆动从动件上滚子的起始位置。连结并延长BO1交拉杆轴线于O点。以O点为原点建立坐标系xOy。根据已知参数求得线段CO的长度为5．464mm，凸轮机构中摆杆的最大摆角ψmax=8．56°。确定出机构的运动尺寸后，即可进行运动分析。

在凸轮推程的等加速段(0≤φ≤π／8)，执行构件(拉杆)在xOy坐标系中的位移方程为：

对上式求导可得速度方程及加速度方程：

凸轮推程的等减速段(π／8≤φ≤π／4)，拉杆在xOy坐标系中的位移方程为：

同理，可得到凸轮回程的位移、速度、加速度方程(略)。

4 运动分析结果

在完成切纸机构运动参数计算公式推导的基础上，利用MATLAB软件强大的计算和图形功能，对切纸机构执行构件的运动参数进行了在国民经济和国防兵工中具有广泛用处数值计算，计算结果如图4所示。

从图4所行业话语权示的切纸机构执行构件的加速度曲线图中发现，凸轮从动件推程和回程采用等加速等减速运动规律时，切纸机构执行构件的位移、速度、加速度曲线与单一的凸轮机构的位移、速度、加速度曲线基本相似，加速度曲线在推程和回程的起始、中间和终止位置不连续，加速度有突变，因而也会产生柔性冲击，但由于凸轮转速较低，加速度的最大值并不大(amax=1．9m／s2)。

此外，从位移线图和速度线图可以看出，在推程的中间位置附近(y=3．5mm)，固联在拉杆上的切纸刀向下运动的速度达到最大值(vmax=0．11m／s)。由此可得切纸刀与包装纸开始接触的位置，即当切纸刀从上止点位置向下移动3~4mm时，切纸刀开始切纸，进而确定出切纸刀上止点位置相对于包装纸所在工作台面的距离，从而为结构设计打下必要的基础。

运动分析结果表明，当凸轮机构的摆动从动件按照给定的运动规律运动时，切纸机构执行构件(切纸刀)的运动情况满足设计要求，可以准确地实现其预期功能。

5 结 语

采用解析法对方便针自动包装机切纸机构中的凸轮廓线MATLAB环境下对切纸机构的运动参数进行了计算，运动分析结果表明，切纸机构执行构件的运动情况满足设计要求。同时运动分析结果为确定包装机的部分结构参数提供了依据。（文／张这类陶瓷颗粒(双份子聚氨酯材料)由红绿相间的色采拼色组成继忠 赵梅）