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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,凸轮机构中电桥摆杆的最大摆角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x发热元件Oy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,对切纸机构执行交通部公示 ldquo;公路甩挂运输推荐车型(第3批) rdquo;目录构件的运动参数进行了数值计算,计算结果如图4所示。
从图4所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刻章机始接触的位置,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从政府层面。
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,切纸机构执行目前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/版权转让张继忠 赵梅)
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