1944_螺旋紙管卷管機(jī)設(shè)計(jì)

1944_螺旋紙管卷管機(jī)設(shè)計(jì),螺旋,紙管,卷管機(jī),設(shè)計(jì) 黃河科技學(xué)院本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書工 學(xué)院 機(jī)械 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 08 級(jí) 1 班學(xué) 號(hào) 080105048 學(xué)生 宋珍鶴 指 導(dǎo) 教 師 郭 長(zhǎng) 江 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目螺旋紙管卷管機(jī)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容與基本要求（目標(biāo)、任務(wù)、途徑、方法，應(yīng)掌握的原始資料（數(shù)據(jù)） 、參考資料（文獻(xiàn)）以及設(shè)計(jì)技術(shù)要求、注意事項(xiàng)等） （紙張不夠可加頁(yè)）一、設(shè)計(jì)技術(shù)要求、原始資料（數(shù)據(jù)） 、參考資料（文獻(xiàn)）通過(guò)實(shí)習(xí)調(diào)研搜集資料，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，并借助 CAD 等繪圖軟件，針對(duì)化纖用螺旋紙管，設(shè)計(jì)一種螺旋紙管卷管機(jī)。該機(jī)必須滿足以下要求：1：螺旋紙管卷紙層數(shù) 6-12 層，紙寬 60-110mm；2：卷軸直徑 Ф65-Ф120mm；3：卷管外徑 Ф80-Ф140mm；4：卷管速度 3-8m/min；5：調(diào)速方法采用勵(lì)磁調(diào)速電機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；在做本課題時(shí)，需要查閱機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，包裝紙性能，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)1-5 卷等相關(guān)資料。二、設(shè)計(jì)目標(biāo)與任務(wù)1.查閱文獻(xiàn)資料 12 種以上，外文資料不少于兩篇。寫出 3000 字以上的文獻(xiàn)綜述，單獨(dú)裝訂成冊(cè)。2.翻譯外文科技資料，不少于 3000 漢字，單獨(dú)裝訂成冊(cè)。3.完成開題報(bào)告，填寫開題報(bào)告表。4.擬定設(shè)計(jì)方案，完成螺旋紙管卷管機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算等。5.卷管機(jī)裝配圖一張 A0；卷管機(jī)架零件圖一張 A0； 卷管機(jī)花鍵軸零件圖一張 A3；卷管機(jī)托板零件圖、支撐板零件圖各一張 A1；6.編寫摘要，英中文完全對(duì)照，中文不少于 300 字。7.編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，不少于 8000 字符。三、時(shí)間安排1-4 周 完成開題報(bào)告、文獻(xiàn)翻譯、文獻(xiàn)綜述及總體方案設(shè)計(jì)5-10 周 完成總體設(shè)計(jì)、完成部分機(jī)構(gòu)的裝配圖及部分零件圖并撰寫說(shuō)明書10-11 周 修改論文、資格審查等12 周 畢業(yè)答辯畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間： 2012 年 02 月 13 日至 2012 年 05 月 15 日計(jì) 劃 答 辯 時(shí) 間： 2012 年 05 月 19 日專業(yè)（教研室）審批意見：審批人簽名：黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告表課題名稱 螺旋紙管卷管機(jī)設(shè)計(jì)課題來(lái)源 教師擬訂 課題類型 工程設(shè)計(jì)真實(shí)課題 AX 指導(dǎo)教師 郭長(zhǎng)江學(xué)生姓名 宋珍鶴 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 0801050481、調(diào)研資料的準(zhǔn)備螺旋紙管已廣泛應(yīng)用于食品包裝，農(nóng)膜，造紙，紡織等行業(yè)，主要包括纏繞膜紙管，膠帶紙管，保鮮膜紙管，熱電偶紙管，塑料薄膜紙管，造紙用管，皮革紙管，鋁箔紙管，高強(qiáng)度紙管，化纖紙管等，適用范圍比較廣，用量比較大。 此次設(shè)計(jì)我是用螺旋紙管卷管機(jī)設(shè)計(jì)作為設(shè)計(jì)的課題。在準(zhǔn)備階段，我首先在網(wǎng)上搜集了一些關(guān)于卷管機(jī)工作原理的資料，中國(guó)卷管機(jī)的發(fā)展前景以及國(guó)內(nèi)外卷管機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀。然后又在圖書館的網(wǎng)站上搜集了一些關(guān)于卷管機(jī)設(shè)計(jì)方面的材料和文獻(xiàn)。二、設(shè)計(jì)的目的與要求 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)教學(xué)中最后一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)該設(shè)計(jì)過(guò)程，可以檢驗(yàn)學(xué)生所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生處理工程中實(shí)際問(wèn)題的能力，因此意義特別重大。要求：查閱文獻(xiàn)資料 12 種以上，外文資料不少于兩篇。擬定設(shè)計(jì)方案，完成螺旋紙管卷管機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度要求等，完成卷管機(jī)裝配圖一張 A0;卷管機(jī)架零件圖一張 A0；卷管機(jī)花鍵零件圖一張A3；卷管機(jī)托板零件圖、支撐板零件圖各一張 A1；編寫摘要，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。三、設(shè)計(jì)的思路與預(yù)期成果 （1）.了解卷紙機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程，對(duì)自動(dòng)換卷系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2）.進(jìn)行基本的幾何計(jì)算和受力分析，選擇合適的參數(shù) （3）.完成文獻(xiàn)綜述和外文翻譯。 （4）.設(shè)計(jì)圖樣（包括總裝圖和主要零部件圖） 。 （5）.完成畢業(yè)論文，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。四、任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排1 周———4 周 完成開題報(bào)告、文獻(xiàn)翻譯、文獻(xiàn)綜述及總體方案設(shè)計(jì) 5 周——-10 周 完成總體設(shè)計(jì)、完成部分機(jī)構(gòu)的裝配圖及部分零件圖并撰寫說(shuō)明書10 周——11 周 修改論文、資格審查等12 周 畢業(yè)答辯五、完成設(shè)計(jì)（論文）所具備的條件因素首先完成本次設(shè)計(jì)，主觀上要有主動(dòng)性，閱讀與題目相關(guān)的資料等，同時(shí)也必須了解論文的格式，撰寫的方法等等。其次客觀上要具備一定的條件，如通用計(jì)算機(jī)，繪圖機(jī)，設(shè)計(jì)室，AUTOCAD、SOLIDWORKS 、UG、電子圖板等繪圖軟件，有關(guān)參考書、工具書、資料等。指導(dǎo)教師簽名： 日期： 2012 年 2 月 20 日—2012 年 2 月 27 日課題來(lái)源：（1）教師擬訂；（2）學(xué)生建議；（3）企業(yè)和社會(huì)征集；（4）科研單位提供課題類型：（1）A—工程設(shè)計(jì)（藝術(shù)設(shè)計(jì)） ；B—技術(shù)開發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究；E—調(diào)研報(bào)告（2）X—真實(shí)課題；Y—模擬課題；Z—虛擬課題要求（1） 、 （2）均要填，如 AY、BX 等。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 1 頁(yè) 螺旋卷管機(jī)的工作原理摘要：卷管機(jī)是生產(chǎn)卷紙管的機(jī)器，卷管部分是螺旋紙管生產(chǎn)的最主要的一部分，本文主要介紹卷管機(jī)的發(fā)展歷程及其工作原理。本文研究了螺旋紙管（罐身）各參數(shù)之間，以及皮帶輪直徑和最大紙管外徑之間的關(guān)系，另外還研究了螺旋焊管的成型原理，對(duì)螺旋焊管成型技術(shù)的輥形設(shè)計(jì)、預(yù)彎定位、成型控制以及彎板輥的適用性等問(wèn)題進(jìn)行了研究，并給出了成型工藝設(shè)計(jì)示例。關(guān)鍵詞：卷管機(jī)的發(fā)展/螺旋紙管/成型原理/螺旋焊管/預(yù)彎/彈復(fù) 前言卷管機(jī)，顧名思義，就是生產(chǎn)卷紙管的機(jī)器，是一種紙料加工機(jī)械，它以單光面牛皮紙為原料，經(jīng)過(guò)切刀成片，將其卷成紙管的設(shè)備 [1]。生產(chǎn)的卷紙管應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，有纖工業(yè)用管、薄膜工業(yè)用管、印刷工業(yè)用管、造紙工業(yè)用管、皮革工業(yè)用管、食品包裝用管、展覽行業(yè)用管等。卷管機(jī)的類型也多種多樣，最常見的卷管機(jī)就是螺旋卷管機(jī)和平卷式卷管機(jī)。還有其他類型的卷管機(jī)，如自動(dòng)卷管機(jī) [1]（如圖1） 、自動(dòng)卷芯機(jī)、衛(wèi)生紙卷管機(jī)、壓力卷管機(jī)等，自動(dòng)卷芯機(jī)和紙管的作用有關(guān)，很多紙管一般都是作為內(nèi)芯來(lái)卷產(chǎn)品的，因此把做紙管的機(jī)器叫做自動(dòng)卷芯機(jī)。另外還可以按輥長(zhǎng)劃分為多種規(guī)格的卷管機(jī) [23]。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 2 頁(yè) 圖 1 自動(dòng)卷管機(jī)的外觀圖卷管機(jī)按力的傳動(dòng)方式分為芯軸主動(dòng)和芯軸被動(dòng)，按浸漬材料與芯軸的纏繞角度分為平繞和斜繞。芯軸主動(dòng)的方式適合于卷制大直徑的管，對(duì)于小直徑的管，在浸漬材料連續(xù)平繞時(shí)，芯軸主動(dòng)和芯軸被動(dòng)卷制的產(chǎn)品性能差不多。但是，芯軸主動(dòng)的卷管機(jī)設(shè)備和操作要比芯軸被動(dòng)的復(fù)雜的多，所以目前廣泛使用的是芯軸被動(dòng)的三輥卷管芯 [2]。1.卷管機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r在卷管機(jī)不斷發(fā)展的過(guò)程中，人們對(duì)于卷管機(jī)的認(rèn)識(shí)理念也是在不斷的變化，那么重視紙管機(jī)就成為了我們當(dāng)前最重要的事情。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，紙管機(jī)、紙芯、紙管產(chǎn)品以其成本低、質(zhì)量輕、易回收、無(wú)公害等優(yōu)點(diǎn)，在紙管機(jī)、造紙業(yè)、包裝業(yè)、紡織化纖業(yè)得到了普遍應(yīng)用。它即可以作為各種卷筒紙和紙板的內(nèi)芯，也可作為合成長(zhǎng)絲、滌綸、丙綸、氨綸等所用的紡織紗管，尤其是用于紡織業(yè)的紙管已逐步取代錐形紗管。以前的國(guó)產(chǎn)卷紙機(jī)與造紙機(jī)一樣，長(zhǎng)期停留在窄幅、慢速、受控。卷紙輥從卷紙機(jī)的副臂轉(zhuǎn)到主臂的過(guò)程，或是引紙、換紙均靠手工操作來(lái)完成。無(wú)疑，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，又不安全，卷成的紙卷外緊內(nèi)松，在紙卷端面形成卷曲的荷葉狀，造成幾十層紙黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 3 頁(yè) 的質(zhì)量下降或報(bào)廢 [3]。而且國(guó)內(nèi)相似的紙管加工機(jī)多為半自動(dòng)機(jī)型，主要采用機(jī)械傳動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)紙的切片，之后由人工將紙片送到卷紙機(jī)內(nèi)進(jìn)行卷管，生產(chǎn)效率比較低 [1]，不能適應(yīng)時(shí)代的要求。印度Sodahech公司推出的最新款高性能自動(dòng)寶塔紙筒機(jī)最大產(chǎn)能為每分鐘生產(chǎn)55個(gè)紙筒，其上安裝有獨(dú)特的握持卷繞系統(tǒng)，以防止筒子模型滑移。同時(shí)該公司生產(chǎn)的螺旋紙管卷繞機(jī)具有氣動(dòng)式或機(jī)械式皮帶拉力，能快速地改變筒管尺寸，積極式驅(qū)動(dòng)將載荷有效地從最初的移動(dòng)件傳遞到卷繞筒上，沒有任何猛拉或振動(dòng) [4]。近幾年我國(guó)通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，對(duì)卷管機(jī)的送料機(jī)構(gòu)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及各部分之間的相位匹配等進(jìn)行改進(jìn)，大大提高了我國(guó)卷管機(jī)的發(fā)展水平 [3]。通過(guò)對(duì)國(guó)產(chǎn)卷管機(jī)發(fā)展的回顧與現(xiàn)代卷紙機(jī)系列產(chǎn)品的開發(fā)，表明國(guó)產(chǎn)卷紙機(jī)已經(jīng)步入世界先進(jìn)水平的行列，為寬幅、高速、大型全自動(dòng)化的卷紙機(jī)設(shè)計(jì)制造了條件。隨著卷紙機(jī)幅寬增加，原在主副臂上所用氣缸均改為油缸。這樣使結(jié)構(gòu)緊湊、合理，加上制造精良，外表美觀，使卷紙機(jī)的水平達(dá)到了一流 [3]。2.卷管機(jī)的成型原理及分析普通螺旋傳動(dòng)是螺母和螺桿組成的傳動(dòng)副，可以實(shí)現(xiàn)螺桿或螺母的軸向移動(dòng)。主要把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)以傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力，但不能連續(xù)傳遞被加工件 [5]。卷管機(jī)的螺旋傳動(dòng)則完全不同于普通的螺旋傳動(dòng)，它是螺旋傳動(dòng)的變異，它可以傳遞被加工件，它具有使被加工件既轉(zhuǎn)動(dòng)又作軸向移動(dòng)的功能，并可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工連續(xù)進(jìn)給，可應(yīng)用生產(chǎn)線上 [6]。2.1 簡(jiǎn)易螺旋卷管機(jī)的研制黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 4 頁(yè) 1-電機(jī)；2-減速器；3-齒輪；4-齒輪；5-主座；6-螺紋管模軸；7-托輪裝置；8-副座；9-床體滑道；10-行走絲杠；11-行走絲母；12-三角帶；13-電控箱圖2 螺旋卷管機(jī)結(jié)構(gòu)圖螺旋卷管機(jī)有以下幾部分組成：電機(jī)、減速器、螺旋轉(zhuǎn)軸、主座、副座、行走絲杠、拖輪裝置、床體滑道、機(jī)體、電控箱等組成如圖2所示 [7]正常情況下工作時(shí)，先用方銷將無(wú)縫鋼管的一端固定在螺紋管模軸起始端托管架(焊接主座端面)內(nèi)，然后開啟電控箱內(nèi)正轉(zhuǎn)按鈕，電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器一齒輪一傳動(dòng)軸，帶動(dòng)螺旋卷管機(jī)轉(zhuǎn)軸每分鐘1O轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，完成后，按停止按鈕；先將副座后退至機(jī)座末端，再取出方銷將卷好的螺旋管拿下來(lái)。2.2 螺旋紙管（罐身）的成型原理螺旋卷繞法卷制復(fù)合罐罐身，紙管及紙芯，由于生產(chǎn)率高，用科省，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用 [8]。許多資料都簡(jiǎn)要介紹過(guò)這種成型方法的基本原理。下面試圖作較深入的理論分析，以便必要時(shí)作為參考。2.2.1 概述螺旋卷繞法卷制紙管（罐身）的基本成型原理如下圖所示：黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 5 頁(yè) 1——驅(qū)動(dòng)皮帶輪；2——成型皮帶輪；3——面紙；4——中層紙；5——內(nèi)襯紙；6——固定芯軸圖3 螺旋卷繞法卷制紙管（罐身）的成型原理由上圖可知，紙管壁由內(nèi)襯紙、中層紙和面紙組成，通常紙管內(nèi)襯紙和面紙用輕質(zhì)薄紙。為了減小卷繞時(shí)內(nèi)襯紙和芯軸之間的摩擦力，要求內(nèi)襯紙的內(nèi)表面光滑。并且常在卷繞時(shí)于內(nèi)表面涂臘．以降低摩擦系數(shù)。中層紙用表面粗糙的重質(zhì)紙，如650g／m。的板紙。復(fù)合罐罐身的內(nèi)襯紙常用紙塑或鋁塑復(fù)合薄膜 [9]， 而中層紙用200-300~／m 的中質(zhì)紙。工藝過(guò)程：先將各層紙的原料紙按要求裁剪成一定寬度的窄長(zhǎng)紙條。接著在芯軸上卷繞內(nèi)襯紙，制復(fù)臺(tái)罐罐身時(shí)燙封螺旋接縫。然后，將施以粘膠的各層紙，分別按一定的角度一層層重疊一起螺旋卷繞到固定芯軸上。每層的螺旋接縫，由其相鄰的外層紙覆蓋 [10]。卷繞成型皮帶按紙條同樣的方式繞在紙管的外表面，它由兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的驅(qū)動(dòng)輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)。皮帶對(duì)紙管的裹緊力使各層紙互相粘牢，皮帶與面紙外表面的摩擦力使紙管在固定芯軸上向前作螺旋運(yùn)動(dòng)，從而連續(xù)不斷地卷出紙管。卷成的紙管定型后即可按一定規(guī)格切斷，晾干后便成要求的紙管，復(fù)臺(tái)罐罐身還需要貼上商標(biāo)紙或在光滑白色的面紙上印以商標(biāo)圖案后才能切斷成罐身 [11]。2.2.2 幾何參數(shù)分析由幾何原理，紙條寬度、芯軸直徑和螺旋角的關(guān)系 [12]（參考圖4）如下：黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 6 頁(yè) 圖4 螺旋紙管的幾何展開圖（三層為例）(1)1sin2iibD?????????????式中i一一 由內(nèi)襯紙開始向外計(jì)數(shù)的層次一一 第i層紙的螺旋角?一一 第i層紙的紙條寬度b一一 層紙的厚度i?D 一一 芯軸直徑或者公式如下：(2)siniibD???式中Di 一一 第i層紙圈的內(nèi)徑黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 7 頁(yè) (3)12iiiD?????下圖5表示紙圈內(nèi)徑、紙條寬度和螺旋角之間的關(guān)系：圖5 紙圈內(nèi)徑、紙條寬度和螺旋角之間關(guān)系曲線設(shè)螺距為S，則(4)cosibS??如果相鄰兩層紙圈的螺距不同，則在不斷卷繞過(guò)程中，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)兩層接縫重疊的現(xiàn)象從而影響紙管質(zhì)量。為此在卷繞時(shí)應(yīng)使所有各層紙圈的螺距相同，即對(duì)一批紙管,S是定值。聯(lián)立解 (2)式和(4) 式，得(5)??2iiiDSb???卷制時(shí)，可先按芯軸直徑和內(nèi)襯寬(或紙管外徑和面紙寬度)確定螺旋角及螺距，然后按式(4)和式 (5)計(jì)算各層紙的寬度和螺旋角 [10]。通常，中間各層紙條的寬度比計(jì)算值黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 8 頁(yè) 小2mm左右，卷繞時(shí)會(huì)形成間隙以儲(chǔ)存多余的粘膠 [11]。2.2.3 受力分析與皮帶傳動(dòng)相似，成型皮帶和紙管按要求安裝好以后，帶有一定的張緊力，但比皮帶傳動(dòng)的張緊力小，當(dāng)不工作時(shí)各段皮帶的拉力相等。工作時(shí)各段皮帶的拉力出現(xiàn)差異，帶在紙管兩拉邊的力之差值，即為有效拉力F(圖6)。其值可按下式計(jì)算(6)120PFv??式中F1 ——紙管緊邊帶的拉力（N）F2 ——紙管松邊帶的拉力（N）P ——驅(qū)動(dòng)紙管所需功率（kw）v ——成型皮帶的工作速度（m/s）跟推導(dǎo)歐拉公式一樣I ，在皮帶上取一徽段d 。微段始端到剜轉(zhuǎn)軸心的垂直距離即為半徑冗。該垂足到微段未端中點(diǎn)的距離可近似認(rèn)為等于 它們的夾角d0 。則另一方面，dl在紙管橫截面方向投影dlcosa的計(jì)算公式是 'dlR??因此 (7)'cos?沿皮帶縱向列出垂直和水平各力的平衡式，考慮(7)式，并使F在F 2到F 1 ，θ 在0到2范?圍內(nèi)積分，即得成型皮帶螺旋卷繞一向的歐拉公式(8)21cosfFe???式中f —— 皮帶與紙的摩擦系數(shù)聯(lián)立(6)式和(8)式得：黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 9 頁(yè) (9)2cos1ffFe????(10)2cosfe??為驅(qū)動(dòng)紙管旋轉(zhuǎn)的力， 為推動(dòng)紙管向前運(yùn)動(dòng)的力 [19]。cosF?inF圖6 成型皮帶輪受力分析圖2.3 螺旋焊管的成型原理在研究螺旋焊管的成型原理時(shí)必須對(duì)輥形設(shè)計(jì)、預(yù)彎定位、成型控制以及彎板棍的適用性等問(wèn)題進(jìn)行研究，這里主要介紹預(yù)彎定位和成型控制方法。2.3.1 成型預(yù)彎的定位預(yù)彎與定徑是螺旋焊管成型過(guò)程中的主要工序。預(yù)彎的主要目的是解決管坯的彈復(fù)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 10 頁(yè) 問(wèn)題,因?yàn)閺棌?fù)的大小直接影響鋼管的內(nèi)在質(zhì)量;定徑的主要目的是為了得到更加精確的管坯直徑,因?yàn)橹睆娇刂剖卿摴艿闹饕|(zhì)量指標(biāo)之一。預(yù)彎與定徑之間需要有一個(gè)合適搭配才能得到理想的鋼管管坯 [13]。帶鋼（中性層）彎曲與彈復(fù)的狀態(tài)示意圖如下圖7所示，通過(guò)對(duì)狀態(tài)示意圖的分析來(lái)解決成型預(yù)彎的定位問(wèn)題 [14]。圖7 帶鋼的彎曲和彈復(fù)示意圖由圖可知，定位必須以G點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，,使定徑弧、預(yù)彎弧、彈復(fù)弧在 G 點(diǎn)公切。因?yàn)橹挥羞@樣的定位方法才能滿足預(yù)彎弧在定徑套內(nèi)的充分彈復(fù)。為了便于敘述我們可以把這種方法叫做“公切”定位法。按G點(diǎn)公切設(shè)置的不同彈復(fù)狀態(tài)可以找出以下幾種預(yù)彎定位示意圖：等量預(yù)彎設(shè)置示意圖、正彈復(fù)設(shè)置示意圖、負(fù)彈復(fù)設(shè)置示意圖、適量成型設(shè)置示意圖等。實(shí)際意義的適量成型是不存在的，因此使用這種方法時(shí)應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的輔助控制手段。下面是四種示意圖：圖8 等量預(yù)彎設(shè)置示意圖黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 11 頁(yè) 圖9 正彈復(fù)設(shè)置示意圖圖10 負(fù)彈復(fù)設(shè)置示意圖圖11 適量成型設(shè)置示意圖除了上面四種“公切”定位法外還有“非公切”定位法，這里就不再注重介紹。2.3.2 成型控制方法螺旋焊管成型技術(shù)中成型控制過(guò)程也是很重要的部分，成型控制方法主要有三種：公切、正壓預(yù)彎法，公切、偏壓預(yù)彎法，等量預(yù)彎法 [15]。公切、正壓預(yù)彎的含義就是在預(yù)彎成型的控制過(guò)程中(見圖12) ,預(yù)彎弧( R2z ) 、黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 12 頁(yè) 彈復(fù)弧( R3z ) 與定徑弧( R z) 在3 # 輥處公切,內(nèi)壓輥的力作用線( F2 ) 與預(yù)彎弧( R2z) 的垂直中心線相重合,即內(nèi)壓輥的作用力垂直正壓。圖12 公切、正壓預(yù)彎法1- 帶鋼 2-帶鋼輸入定位輥（0 #輥） 3-預(yù)彎下棍（1 #輥）4-預(yù)彎上輥（2 #輥） 5-定徑輥 6-預(yù)彎下輥（3 #輥）圖13 公切、偏壓預(yù)彎法黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 13 頁(yè) 1-帶鋼 2-帶鋼輸入定位輥（0 #輥） 3-預(yù)彎下棍（1 #輥）4-預(yù)彎上輥（2 #輥） 5-定徑輥 6-預(yù)彎下輥（3 #輥）公切、偏壓預(yù)彎的含義就是在預(yù)彎成型的控制過(guò)程中(圖13) ,預(yù)彎弧( R2z ) 、彈復(fù)弧( R 3z) 與定徑弧( R z) 在3 # 輥處公切,內(nèi)壓輥的力作用線( F2 ) 相對(duì)預(yù)彎弧 ( R2z) 的垂直中心線有一個(gè)偏轉(zhuǎn)即內(nèi)壓輥的作用力呈偏心壓下。等量預(yù)彎的含義就是在成型的控制過(guò)程中(圖14) ,預(yù)彎半徑 R2z與擬定的管坯半徑Rz 之值相等且重合。顯然,本方法是公切、正壓預(yù)彎法和公切、偏壓預(yù)彎法中的一種特例情況,單獨(dú)提出的原因在于這種情況的典型性和應(yīng)用的普遍性。圖14 公切、等量預(yù)彎法1-帶鋼 2- 帶鋼輸入定位輥（0 #輥） 3-預(yù)彎下棍（1 #輥）4-預(yù)彎上輥（2 #輥） 5-定徑輥 6-預(yù)彎下輥（3 #輥）3 卷管機(jī)研究過(guò)程中所遇到的問(wèn)題和解決方法卷紙機(jī)構(gòu)主要卷針和伺服電機(jī)組成，作用是將送到卷針里的紙片卷繞成紙管。在黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 14 頁(yè) 整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵環(huán)節(jié)是送料機(jī)構(gòu)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及各個(gè)模塊之間相位的匹配。送料機(jī)構(gòu)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是紙管機(jī)能否連續(xù)精確送料、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)；各個(gè)模塊的協(xié)調(diào)一致，是保證生產(chǎn)線正常工作的關(guān)鍵 [1]。送紙機(jī)構(gòu)將型紙從堆紙臺(tái)送至卷繞裝置，安裝在其輸出構(gòu)件上的送紙吸嘴的一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期分為：吸紙、輸紙、喂入和取紙四個(gè)階段。在工作過(guò)程中，要求送紙吸嘴在吸紙和喂人兩個(gè)階段處于停歇狀態(tài)，并有較高的停歇精度，保證在吸取和喂人型紙時(shí)的準(zhǔn)確性；另外還要求送紙吸嘴在輸紙、取紙兩個(gè)階段有較好的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，以保證卷制出的紙管有較高的品質(zhì)。由于送紙吸嘴在兩個(gè)近似停歇階段均有較大的波動(dòng)，故在送紙過(guò)程中有顫動(dòng)，這些現(xiàn)象影響了送紙吸嘴的工作性能。分析其原因，發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象主要是有氣壓傳動(dòng)自身的局限性所致，由于平面連桿機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造精度高等特點(diǎn)，因此，通過(guò)用平面連桿機(jī)構(gòu)替代普通機(jī)構(gòu)來(lái)滿足輸出構(gòu)件上送紙吸嘴的性能要求 [16]。往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的用途是將切刀片切成的固定長(zhǎng)度的料紙準(zhǔn)確的送給卷針。托紙架要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)動(dòng)作：來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)和上下擺動(dòng) [17]。往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)紙的運(yùn)送，擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)紙的吸收和放開。往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的帶輪是主動(dòng)輪，通過(guò)帶與紙張之間的摩擦來(lái)帶動(dòng)紙的高速旋轉(zhuǎn)。常見的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪往復(fù)機(jī)構(gòu)、液壓氣動(dòng)往復(fù)機(jī)構(gòu)、絲杠螺母機(jī)構(gòu)等。前兩種機(jī)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)較大行程時(shí)占用空間過(guò)大，后兩種機(jī)構(gòu)成本偏高。并且以上一套機(jī)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的往復(fù) [17]。為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，低成本，結(jié)構(gòu)緊湊等要求，需提出一種新型復(fù)合往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。紙管是有十幾層或二十幾層紙卷繞而成的紙筒，這多層紙中最內(nèi)層紙的內(nèi)層不涂膠，最外層紙的外層不涂膠，其余層雙面涂膠。這些紙?jiān)诰砉軝C(jī)上加溫、加壓捂接卷繞，經(jīng)后序加工及定性處理而制成的一種專用紙管制品。在紙管生產(chǎn)工藝中很關(guān)鍵的一個(gè)問(wèn)題是卷繞粘合強(qiáng)度，因?yàn)榫砝@粘合的好壞，直接影響著紙管的耐蒸煮性能及使用壽命，而影響粘合質(zhì)量中的一個(gè)重要因素是熱輥的表面溫度 [18]。因此．熱輥功率確定的正確與否，不但直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量，也影響能源的利用率，是生產(chǎn)中迫切需要解決的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，用溫度傳感器間斷供電的方式來(lái)控制溫度。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 15 頁(yè) 參考文獻(xiàn)[1]關(guān)玉明，王興，肖艷春，王歡.自動(dòng)紙管機(jī)的設(shè)計(jì)與分析.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 第5期，2009年5月[2]司炳艷，顏丹軻.三輥卷管線壓力的控制與調(diào)節(jié).工程塑料應(yīng)用 第1期，1987年[3]張善禹，俞蕾，張雷.國(guó)產(chǎn)卷紙機(jī)的發(fā)展和現(xiàn)代卷紙機(jī)幾種結(jié)構(gòu)功能的分析. 上海造紙 第27卷 第1期[4]汪玲玲 譯.Sodahech：自動(dòng)寶塔紙筒機(jī)與螺旋紙管卷繞機(jī).國(guó)際紡織導(dǎo)報(bào)，2009年 第4期[5]夏建芳，田強(qiáng)，葉南海.螺旋傳動(dòng)效率測(cè)試系統(tǒng)開發(fā). 湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2003年6月[6]曲恩.三輥螺旋傳動(dòng)的研究.機(jī)械設(shè)計(jì)與研究第21卷 第4期，2005年8月[7]葛令芝.簡(jiǎn)易螺旋卷管機(jī)的研制.煤礦現(xiàn)代化 總第88期，2009年第1期[8]童申.復(fù)合罐制造技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀.包裝與食品機(jī)械，1987年4月[9]許鎮(zhèn)宇.機(jī)械零件.人民教育出版社,1981年[10]于云滿.螺旋卷紙芯機(jī)的設(shè)計(jì)研究.包裝與食品機(jī)械，1986年2月[11]唐志祥.螺旋紙管(罐身)成型原理分析.無(wú)錫輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) 第10卷 第1期，1991年[12]莫施寧（前蘇聯(lián)）.彎卷機(jī)和矯正機(jī).徐鯉庭譯.機(jī)械工業(yè)出版社，1958年[13]白忠泉.螺旋焊管的成型技術(shù). 焊管 第27卷 第3期,2004 年5 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Int J Adv Manuf Technol (2005) 26: 733–740單位代碼 02 學(xué)　　號(hào) 080105048 分 類 號(hào) TH6 密 級(jí) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)文獻(xiàn)綜述院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化學(xué) 生 姓 名 宋 珍 鶴指 導(dǎo) 教 師 郭 長(zhǎng) 江2011 年 3 月 10 日黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 1 頁(yè) 單齒齒輪傳動(dòng)中輪齒負(fù)載的動(dòng)力學(xué)研究W.Nadolski，WarsawArchive of Mechanics 61(1991)523-531摘要：此文中對(duì)單齒齒輪傳動(dòng)中輪齒負(fù)載的動(dòng)力學(xué)研究分析中提及了一種離散—連續(xù)的分析模型，在此模型中恒定的等效嚙合硬度和由轉(zhuǎn)矩引起的可估算的軸變形均被考慮到計(jì)算當(dāng)中。在分析討論中應(yīng)用到了波形圖法，即利用了運(yùn)動(dòng)方程式而得到的波形圖。數(shù)值計(jì)算都集中在確定輪齒上的動(dòng)力載荷波動(dòng)的波幅大小，計(jì)算時(shí)還要考慮到在第一第二共振區(qū)域外部激發(fā)作用下的頻率變化。1 緒論在參考文獻(xiàn) [1，2] 中剛性齒單齒輪傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)研究是在離散—連續(xù)的模型中被執(zhí)行的，此文中也考慮應(yīng)用一種相似的模型，然而此處相嚙合齒的齒廓等效剛度可被假設(shè)為 3 到 6 的常數(shù)，在科技文獻(xiàn)中齒輪傳動(dòng)的研究大多依靠在一到多個(gè)自由度條件下進(jìn)行離散分析（見參考文獻(xiàn) [7,8]） 。此文中的離散—連續(xù)模型由兩個(gè)可測(cè)得軸和四個(gè)在考慮旋轉(zhuǎn)軸時(shí)質(zhì)量慣性矩為常數(shù)的剛體組成，這樣的齒輪傳動(dòng)都要考慮由于撓度作用消除支撐軸承的變形和軸系大體上的扭轉(zhuǎn)變形。系統(tǒng)中的剛體所受外力矩是被隨機(jī)加載的。阻尼的作用也被考慮在內(nèi)，主要依靠當(dāng)量的粘滯型外阻尼和當(dāng)量的福哥特型內(nèi)阻尼。本研究中還會(huì)運(yùn)用利用波形圖法來(lái)解運(yùn)動(dòng)方程式的方法，這種方法可以用來(lái)測(cè)定在齒輪齒的位移，張力和速度處于穩(wěn)定狀態(tài)或者瞬時(shí)狀態(tài)下，輪齒上動(dòng)載荷的變化。為了挑選描述單齒齒輪傳動(dòng)各種機(jī)械性能的參數(shù)而進(jìn)行的數(shù)值計(jì)算，目標(biāo)主要集中在測(cè)定齒輪齒上動(dòng)載荷的振幅大小與處在第一第二共振區(qū)域的外部激發(fā)的頻率大小的關(guān)系。2 假設(shè)和控制方程黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 2 頁(yè) 圖 1. 單齒齒輪傳動(dòng)模型假設(shè)這個(gè)單齒齒輪傳動(dòng)的離散—連續(xù)模型有平行軸，圖 1 中齒輪軸 1 和 2 的性能用以下參數(shù)描述，剪切彈性模量 G，極慣性矩 Ii，密度 和長(zhǎng)度 （i =1,2） ，輪齒 4,5和剛體 3，6 的質(zhì)量慣性矩分別為 （i=3,4,5,6） 。 X 軸平行于齒輪軸，而且它的原點(diǎn)在未受干擾前提下與齒輪軸 1 的左端點(diǎn)的位置一致。在 t=0 時(shí)齒輪軸橫截面的位移和速度可以假設(shè)等于 0，這里分析時(shí)不包括一些細(xì)微因素的影響，例如制造加工時(shí)造成的齒形誤差，齒面磨損，離線的運(yùn)動(dòng)接觸，齒間潤(rùn)滑油的影響等，這些因素在齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析中通常被忽略不計(jì)。在這些假設(shè)下這個(gè)單齒齒輪傳動(dòng)的控制方程將會(huì)是線性的。假設(shè)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輪齒不分離，而且在橫截面 x=L1 處的軸位移滿足關(guān)系式（1）（1）其中 R4、R5 分別齒輪 4 和 5 的節(jié)圓半徑，θi（x，t）分別為齒輪軸 1 和 2 的角位移。輪齒上的動(dòng)載荷可由下式表達(dá)（2）黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 3 頁(yè) 其中 Km 為等效嚙合剛度,Cm 為嚙合阻尼系數(shù)，α 為與節(jié)圓半徑 R4、R5 對(duì)應(yīng)的壓力角。需要指出的是在參考文獻(xiàn) [1，2] 中（1）式等于 0，描述無(wú)齒形誤差的動(dòng)載荷的公式（2）是從參考文獻(xiàn) [8]中得到的。在以上假設(shè)條件下，測(cè)定公式（2）中出現(xiàn)的位移和速度的問(wèn)題最終歸結(jié)為解下面這個(gè)經(jīng)典的波動(dòng)方程（3）初始條件為（4）邊界條件為（5）黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 4 頁(yè) 其中 M(t)為加載在剛體 3 上的外激勵(lì)， （i=3,4,5,6）和 （i=1,2）分別為外阻尼和內(nèi)阻尼系數(shù)，出自參考文獻(xiàn) [1，2] 。邊界條件（5）和參考文獻(xiàn) [1，2] 中的參照條件是相似的，他們之間的區(qū)別是，在條件（5）中動(dòng)載荷依照（2）式得出，并依靠等效嚙合剛度和嚙合阻尼系數(shù)。如果（1）式等于 0 則文獻(xiàn) [1]中的邊界條件和此文中的邊界條件是相同的。在緒論上的無(wú)量綱數(shù)為式（6）如下關(guān)系式（3）—（5）為（7）（8）黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 5 頁(yè) 其中 θ0 為一個(gè)等于常數(shù)的角位移，為方便分析此模型中的圍護(hù)邊界被省略。式（7）的解代入到初始條件（8）中可以得到以下公式（10）（10）其中這些表示波形的未知因素 和 是由外部力矩 M(t)引起是的，齒輪軸一和二間的傳動(dòng)方向一致并分別與 x 軸方向垂直。自變量 和 在計(jì)算中已被考慮在內(nèi)，第一次擾動(dòng)在齒輪軸 1 中出現(xiàn)在 t=0 時(shí) x=0 處，在齒輪軸 2 中出現(xiàn)在 t=1 時(shí) x=1 處。變量 和是連續(xù)的而且對(duì)于負(fù)的自變量它們都等于 0。把式（10）代入邊界條件（9）可以得到對(duì)于 和 的微分方程。從式（10）的形式可知道它遵循的是在不同時(shí)刻的瞬時(shí)狀態(tài) 和 不等于 0，在計(jì)算中為方便操作在所有函數(shù)中引入常規(guī)自變量 z。在參考文獻(xiàn) [1，2] 中對(duì)剛性齒齒輪傳動(dòng)的研究中，每個(gè)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 6 頁(yè) 等式中從邊界條件獲得的最大的自變量也是用 z 表示，在這種情況下當(dāng)齒輪齒是柔性時(shí)，適用的方程式會(huì)稍微的更加復(fù)雜些，因?yàn)檫@些函數(shù) f2，g1 與實(shí)變量 z，z2=z+2 都不是相互獨(dú)立的，這種情況下，把式（10）代入式（9） ，我們可以得到下式其中（12） 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 7 頁(yè) 微分方程（11）可以依靠有限差分法求解，當(dāng) z≥0 時(shí)可以從式（11）中求得函數(shù) f1，f2 ， g2 的值，當(dāng) z2=z+2≥0 可以從式（11）中求得時(shí)函數(shù) g1 的值。對(duì)于負(fù)的自變量它們卻都等于 0，所以從式(11)3 可得它遵循的是當(dāng) z2=z+2<2 時(shí) g1(z2)≡0.雖然函數(shù) f2(z)和 g1(z+2)都不是相互獨(dú)立的，但是依靠恰當(dāng)函數(shù)已知的函數(shù)值，運(yùn)用有限差分法可以推導(dǎo)出這些函數(shù)的表達(dá)式。這些表達(dá)式將在附錄中給出。3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果在數(shù)值計(jì)算中下列單齒齒輪傳動(dòng)的參數(shù)都是假設(shè)的，假設(shè)如下：量綱量無(wú)量綱量該文分析過(guò)程中包括以下無(wú)量綱量：當(dāng)齒高等于 0.10m，嚙合阻尼系數(shù) Cm=Di1 時(shí)，嚙合剛度 =0.005 859，0.018528，0.0585（單位分別為）參見參考文獻(xiàn) [9—11]。外部力矩 M(t)是隨機(jī)得到的，它可以是規(guī)則的或不規(guī)則的，周期的或非周期的。此處假定有下式得出（14） 其中 ， 是無(wú)量綱的外激勵(lì)頻率。目前考慮的重點(diǎn)集中在，在考慮頻率處在第一第二共振區(qū)域穩(wěn)定狀態(tài)下的外激勵(lì)的作用下，如何測(cè)定齒輪齒上的動(dòng)載荷的振幅。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 8 頁(yè) 由（2）式給出的動(dòng)載荷 的表達(dá)式，是依靠等效嚙合剛度 Km, 嚙合阻尼系數(shù)Cm 和相對(duì)位移 ，及相對(duì)速度 而得到的。阻尼對(duì) ， 的影響，Km、 Cm 對(duì)動(dòng)載荷 的影響，分別在圖 2，3，4 中顯示出來(lái)。圖 2.振幅—頻率對(duì) ， 的影響曲線圖 2 所示振幅—頻率對(duì)相對(duì)位移 的影響曲線是連續(xù)曲線，對(duì)相對(duì)速度 的影響曲線點(diǎn)曲線。這些曲線是運(yùn)用式（11）利用參數(shù)（13）和以下附加參數(shù)計(jì)算得到的。附加參數(shù)為黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 9 頁(yè) 外阻尼對(duì)該研究中函數(shù)的作用是可估測(cè)的，但是內(nèi)阻尼的影響是完全可以忽略的。圖 2 中對(duì)于每條有確定的 Di1 值的曲線都符合系數(shù) Di2 的三個(gè)值，所以內(nèi)阻尼的影響是不可測(cè)得的，進(jìn)一步的數(shù)值計(jì)算擬定內(nèi)阻尼系數(shù) D12=D22=0.01 外阻尼系數(shù)Di1=0.05（i=3 ，4，5，6） 。圖 3.Km—?jiǎng)虞d荷振幅關(guān)系圖 圖 4.Cm—?jiǎng)虞d荷振幅關(guān)系圖圖 3 繪制的圖形可知，動(dòng)載荷的振幅 在 Cm=0 時(shí)，對(duì)于不同的等效嚙合剛度 =0.005859，0.018528 ，0.05859 所得的圖形是規(guī)則的，也就是說(shuō)在第一共振區(qū)里載荷的最大振幅會(huì)隨著 Km 的增大而升高，圖 4，5，6，7 和 9 中動(dòng)載荷的振幅—頻率曲線都是在 Km=0.018528 的條件下繪制的。嚙合阻尼系數(shù) Cm 對(duì)動(dòng)載荷的影響在本項(xiàng)研究中分別取值為 Cm=0，0.01，0.05，0.1。圖 4 中遵循忽略嚙合阻尼系數(shù) Cm 影響，除了處在第一諧振區(qū)鄰域內(nèi)的情況。此項(xiàng)研究中的單齒齒輪傳動(dòng)由式（13）中的多個(gè)參數(shù)表現(xiàn)出來(lái)，例如參數(shù) K1，K2和 A6 對(duì)動(dòng)載荷 P 的振幅—頻率曲線的作用在圖 5，6 和 7 中表現(xiàn)出，圖 6 中遵循的是黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 10 頁(yè) 載荷 P 的最大值隨處于第一共振區(qū)域的自變量 K2 的值的升高而升高。這樣的規(guī)律在圖5 和 7 是沒有表現(xiàn)的，圖 5 和 7 中分別表現(xiàn)的是不同的 K1 和 A6 對(duì)振幅—頻率曲線的作用。圖 5.不同 K1 對(duì)動(dòng)載荷振幅的影響 圖 6. 不同 K2 對(duì)動(dòng)載荷振幅的影響從圖 2-7 可以發(fā)現(xiàn)它們都遵循這樣一個(gè)規(guī)律，動(dòng)載荷 P 的最大振幅出現(xiàn)在第一共振區(qū)，當(dāng)外激勵(lì)的頻率等于自激振動(dòng)的第一頻率 ω1 時(shí)。這樣進(jìn)一步的數(shù)值計(jì)算中，將對(duì)共振振幅進(jìn)行討論，依靠 A6 的作用挑選出適當(dāng)?shù)?Km，K1 和 K2，這些數(shù)據(jù)可用于測(cè)定 =ω1 時(shí)動(dòng)載荷的振幅。在忽視阻尼和邊界條件（9）中外力矩作用的情況下，運(yùn)用分離變量法求解式（7） ，可以獲得自激振動(dòng)的第一頻率及其次的頻率。在圖 8,9 中可見參數(shù) Km，K1 和 K2 對(duì)動(dòng)載荷 P 共振振幅的影響，其中 A6 的變化范圍是從 0.03 到 0.77。圖 8 中繪制出了對(duì)于各個(gè)不同的Km=0.005859，0.018528， 0.05859 的適當(dāng)?shù)膱D表，圖 8 中各曲線的規(guī)律是，隨著參數(shù)A6 的升高動(dòng)載荷的共振振幅先單調(diào)升高達(dá)到最大值然后單調(diào)下降。對(duì)于確定的 A6 共振振幅隨著 Km 的升高而升高，同樣的結(jié)論也可以從圖 9 中得到，圖 9 表現(xiàn)了當(dāng) A6 升高時(shí)不同的指示參變量對(duì) K1，K2 所得到的共振振幅變化曲線，其中常數(shù) K1 的值由d1=0.06m，0.10m，…，0.22m 決定，常數(shù) K2 的值由 d2=0.09m，0.15m ，…，0.33m 決定，d1，d2 分別為齒輪軸 1，2 的直徑。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 11 頁(yè) 圖 7. A6=0.03，0.15，0.75 時(shí)動(dòng)載荷振幅變化圖 8. Km 對(duì)動(dòng)載荷共振振幅的影響 圖 9. K1 和 K2 對(duì)動(dòng)載荷共振振幅的影響4 最終備注本文介紹的事項(xiàng)理論上有這樣一個(gè)性質(zhì)，它們都涉及到了單齒齒輪傳動(dòng)的離散—連續(xù)模型，此模型具有不變的等效嚙合剛度并且齒輪軸是扭轉(zhuǎn)變形可稱的。此項(xiàng)研究中還運(yùn)用到了波形法。數(shù)值計(jì)算的結(jié)果也給出了關(guān)于這些參變量在研究過(guò)程中的影響的信息，描述了這種單齒齒輪傳動(dòng)及作用在齒輪齒上的動(dòng)載荷的振幅。實(shí)際情況下，這些已得到黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 12 頁(yè) 的信息對(duì)設(shè)計(jì)單齒齒輪傳動(dòng)是很有用的，其中等效嚙合剛度可以假定為常數(shù)。附錄：函數(shù) g1（z2）和 f2（z）的測(cè)定函數(shù) g1（z2）和 f2（z ）都是由式（ 12）中的第三第四等式?jīng)Q定的，運(yùn)用有限差分法給出下列等式定義g1（z2）和 f2（z）的表達(dá)式 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 13 頁(yè) 參考文獻(xiàn)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 14 頁(yè)