【正文】 2 剪切機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖 、下刀架 、內(nèi)偏心套 Ⅱ N 軸器 Ⅱ 速 (同步 )機(jī)構(gòu) A、 B、 C、 E、 F、 20xx 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 7 空切機(jī)構(gòu) 當(dāng)剪切機(jī)構(gòu)的上刀架和下刀架在作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，上刀架 1也會(huì)帶動(dòng)下刀架 2進(jìn)行擺動(dòng)。因?yàn)榧羟袇^(qū)小，剪刀行程小，上下剪刀間的剪切角亦可小些。這樣，當(dāng)擺架 9擺動(dòng)時(shí)，使上刀 架 1與下刀架 2不相遇而實(shí)現(xiàn)空切。使其動(dòng)力學(xué)性能更加優(yōu)越。由于飛剪機(jī)的上下刀座均用高強(qiáng)度低質(zhì)量密度的材料制造，使得飛剪 的動(dòng)力學(xué)性能更好、機(jī)構(gòu)便于自動(dòng)控制。在引進(jìn)后的幾年間的時(shí)間里，飛剪機(jī)的上、下刀座都不斷出現(xiàn)過開焊、上刀梁斷裂等事故 [2]。主電機(jī) 1經(jīng)軸 O1，通過徑向嚙合齒輪對 a，再經(jīng)軸 O2帶動(dòng)上刀座運(yùn)動(dòng)。因此，在改變主軸轉(zhuǎn)速 n的時(shí)候，勢必會(huì)出現(xiàn)刀刃的水平速度與帶鋼的運(yùn)動(dòng)速度的不能夠發(fā)生同步的情況；又因?yàn)楸冻呒羟?(又稱空切 )是通過其倍尺機(jī)構(gòu)來完成的。 飛剪機(jī) 的發(fā)展 飛剪機(jī)在冶金工業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備占有重要地位。 在擺式飛剪的設(shè)計(jì)中，必須滿足以下幾個(gè)基本要求： １）剪 切 刃 不僅能夠同時(shí) 完成移動(dòng) 和 剪切兩個(gè)動(dòng)作 外 ， 而且為了 避免出現(xiàn)“堆鋼”和“拉鋼” 情況，故 軋件運(yùn)動(dòng) 的 方向上 其 瞬時(shí)速度 必須與 軋件 的移動(dòng) 速度 的比值應(yīng) 相等或 者 大 于 ２％ 至 ３％ 左右 ，［２］ 。通過對飛剪機(jī)在剪切時(shí)上下剪切刃的運(yùn)動(dòng)軌跡，推導(dǎo)出五組變化的桿長以及與之相對應(yīng)的擺角，通過 minitab軟件建立在不同桿長下的直 交樣本空間表，并借組 matlab 軟件計(jì)算在以上桿長下所對應(yīng)的擺角值，隨后通過所得到的值以及建立的桿長與擺角的關(guān)系函數(shù)，建立目標(biāo)函數(shù)，并導(dǎo)入至 ADAMS軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。 再通過田口方法的目標(biāo)偏差公式求出速度偏差。 針對桿件機(jī)構(gòu)幾何特性的設(shè)計(jì)以及運(yùn)動(dòng)軌跡分析，傳統(tǒng)方法為 CAD作圖法 。由于必須要滿足此三項(xiàng)要求，故就決定了飛剪機(jī)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性。以下為國內(nèi)引進(jìn)的三代飛剪機(jī)機(jī)構(gòu)簡圖，如圖 1 2 所示。當(dāng)調(diào)整好 R后，徑向嚙合齒輪對 a、 b則會(huì)再次各自嚙合在一起，則 O3處會(huì)發(fā)生脫離，于是又開始發(fā)生新的剪切。其工作機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)和上下刀座組成。 橋式飛剪 橋式飛剪為第三代引進(jìn)的飛剪機(jī)，如圖 1 2c 所示。 此機(jī)構(gòu) 還設(shè)有均速機(jī)構(gòu)（包括相位角β的調(diào)節(jié)及指示裝置）以及自動(dòng)測量帶鋼長度裝置等。擺架 9與均速偏心軸 7之間由均速連桿 8連接。而 其中齒輪 M1 M14以 及空切軸 Ⅴ 上齒輪 M1 M18驅(qū)動(dòng)內(nèi)偏心套 5進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)； 而帶有“十” 字 形 接頭盤齒輪 M1 M15和軸 Ⅴ上的空切齒輪 M1 M16以及軸Ⅵ上的齒輪 M M21來驅(qū)動(dòng) 外偏心套 4轉(zhuǎn)動(dòng)的。而 i的變換又是通過空切換檔離合器 E、 F、 G和空切軸Ⅴ、Ⅶ上的齒輪系來實(shí)現(xiàn)的。 為了便于分析 ， 將此機(jī)構(gòu)分 簡化成 2個(gè) 機(jī)構(gòu) :1） 剪切擺動(dòng)機(jī)構(gòu) ，簡稱 剪切本體 ， 如圖 3 1所示 ； 2)調(diào)整同步的同步機(jī)構(gòu) ，簡 稱 雙導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) ，如圖 3 2所示。 由下圖 3 2可以看出， 雙導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 為 IHI擺式飛剪的同步機(jī)構(gòu) 。 圖 3 3 剪切振動(dòng)機(jī)構(gòu) OEDCO簡圖 機(jī)構(gòu)位置分析 對封閉四邊形 OEDCO， 滿足 : 76 7655 ??? jjj erRerer ??? （ 9） 其中 :θ 6=β α ； θ 7=π +δ α ； θ 5已知 。 剪刃水平分速度的優(yōu)化 將 輸送輥喂料速度用 V0 表示 ，將 剪刃水平速度 用 V 1 表示。 時(shí)， 即 為 C點(diǎn) 處于 OE連線 的 中間 位置，而 此時(shí) 的 傳動(dòng)角 為 最小 ： ? ? 42 )(a rc c os m in76252726m in ??? ???????? ???? rr rRrrD 當(dāng) OC桿旋轉(zhuǎn)角θ 5=180176。 而如果 質(zhì)量特性的 值偏離 其 目標(biāo)值 越大， 那么 損失 就有可能會(huì) 越大， 也就是說 質(zhì)量 會(huì) 越差 ；相反 ，質(zhì)量就 會(huì) 越好。而它的特點(diǎn)主要有 ： (1)“源流” 的 管理理論。 運(yùn)用容差設(shè) 計(jì)方法不僅能夠達(dá)到質(zhì)量與成本的平衡，而且還能夠生產(chǎn)出物美價(jià)廉的產(chǎn)品，從而從整體上還能夠提高公司在整個(gè)行業(yè)中的競爭實(shí)力。這就是所謂的田口方法 [ 21 ]的動(dòng)態(tài)模型。 在 IHI擺式飛剪剪切過程中，主動(dòng)桿件 COH桿、 OJ 桿與 JK桿作整周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，θ 1θ 1θ 14的位置已知．取工作起始位置為［ 5］： H點(diǎn)位于 y軸負(fù)最下方， J點(diǎn)和 K點(diǎn)在 y軸最上方，即 θ 12=θ 13=θ 14 =π /2。程序分別如下： 20xx 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 21 程序 1： clear all； %清變量 close all； %關(guān)閉所有圖像 clc %清屏 R=1000； r12=50； r8=510； r11=1120； θ 12=75/180*pi； OEH=15/180*pi； fai=171/180*pi； R5_θ 7=[]； for i=1:5 r5=70+(i3)*； r6=948； r7=310； r9=996； r10=740； θ 5=faiθ 12； % θ 8=faiθ 7； θ 7_1=acos((r5^2+R^22*r5*R*cos(θ 5)r6^2+r7^2)/(2*r7*sqrt(r5^2+R^22*r5*R*cos(θ5)))) ； θ 7_2=atan((r5*sin(θ 5))/(Rr5*cos(θ 5)))； θ 7=θ 7_1θ 7_2； θ 7=θ 7*180/pi； R5_θ 7=[R5_θ 7； r5 θ 7]； End R5_θ 7 R6_θ 7=[]； for i=1:5 r5=70； r6=948+(i3)*； r7=310； r9=996； r10=740； θ 5=faiθ 12； % θ 8=faiθ 7； θ 7_1=acos((r5^2+R^22*r5*R*cos(θ 5)r6^2+r7^2)/(2*r7*sqrt(r5^2+R^22*r5*R*cos(θ5)))) ； θ 7_2=atan((r5*sin(θ 5))/(Rr5*cos(θ 5)))； 基于田口設(shè)計(jì) IHI 擺式飛剪機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化 22 θ 7=θ 7_1θ 7_2； θ 7=θ 7*180/pi； R6_θ 7=[R6_θ 7； r6 θ 7]； End R6_θ 7 R7_θ 7=[]； for i=1:5 r5=70； r6=948； r7=310+(i3)*； r9=996； r10=740； θ 5=faiθ 12； % θ 8=faiθ 7； θ 7_1=acos((r5^2+R^22*r5*R*cos(θ 5)r6^2+r7^2)/(2*r7*sqrt(r5^2+R^22*r5*R*cos(θ5)))) ； θ 7_2=atan((r5*sin(θ 5))/(Rr5*cos(θ 5)))； θ 7=θ 7_1θ 7_2； θ 7=θ 7*180/pi； R7_θ 7=[R7_θ 7； r7 θ 7]； End R7_θ 7 程序 2： clear all； %清變量 close all； %關(guān)閉所有圖像 clc %清屏 R=1000； r12=50； r8=510； r11=1120； θ 12=75/180*pi； OEH=15/180*pi； fai=171/180*pi； r5=70； r6=948； r7=310； R9_θ 9=[]； for i=1:5 20xx 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 23 r9=996+(i3)*； r10=740； θ 5=faiθ 12； θ 7_1=acos((r5^2+R^22*r5*R*cos(θ 5)r6^2+r7^2)/(2*r7*sqrt(r5^2+R^22*r5*R*cos(θ5)))) ； θ 7_2=atan((r5*sin(θ 5))/(Rr5*cos(θ 5)))； θ 7=θ 7_1θ 7_2； θ 8=faiθ 7； m=sqrt(r12^2+R^22*r12*R*cos(θ 12))； l=sqrt(m^2+r8^22*r8*m*cos(θ 8+OEH))； θ 9=2*piθ 8acos((r9^2+l^2r10^2)/(2*r9*l))acos((l^2+r8^2m^2)/(2*l*r8))； θ 9=θ 9*180/pi； R9_θ 9=[R9_θ 9； r9 θ 9]； End R9_θ 9 R10_θ 9=[]； for i=1:5 r9=996； r10=740+(i3)*； θ 5=faiθ 12； θ 7_1=acos((r5^2+R^22*r5*R*cos(θ 5)r6^2+r7^2)/(2*r7*sqrt(r5^2+R^22*r5*R*cos(θ5)))) ； θ 7_2=atan((r5*sin(θ 5))/(Rr5*cos(θ 5)))； θ 7=θ 7_1θ 7_2； θ 8=faiθ 7； m=sqrt(r12^2+R^22*r12*R*cos(θ 12))； l=sqrt(m^2+r8^22*r8*m*cos(θ 8+OEH))； θ 9=2*piθ 8acos((r9^2+l^2r10^2)/(2*r9*l))acos((l^2+r8^2m^2)/(2*l*r8))； θ 9=θ 9*180/pi； R10_θ 9=[R10_θ 9； r10 θ 9]； End R10_θ 9 則得出數(shù)據(jù)，并 通過建立了 minitab 建立的田口樣本空間表和 matlab 計(jì)算而得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理出算出的每組數(shù)據(jù)的結(jié)果后，將這些數(shù)據(jù)錄入至田口樣本空間表內(nèi)，形成一 個(gè)直交表，如表 5 1所示。 m） min/max g=G(r5， r6， r7， r8， r9， r10， r11， r12， r13， r15，θ， ?） ， . f1（ r5， r6， r7， r8， r9， r10， r11， r12， r13， r15，θ， ?）≤０， f2（ r5， r6， r7， r8， r9， r10， r11， r12， r13， r15，θ， ?）≤０， ?? fj（ r5， r6， r7， r8， r9， r10， r11， r12， r13， r15，θ， ?）≤０ 速度公式： g=G()/ 通過上面步驟可以得出每組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的上、下剪切刀的最大速度以及最小速度分別為多少，然后列出以下表格。 ３） 根據(jù)對剪切本體的四桿機(jī)構(gòu) OEDEO和五桿機(jī)構(gòu) OEFGHO 曲柄的存在條件和傳動(dòng)角條件作為約束條件［ 8］，利用 ADAMS軟件對飛剪剪切機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) ，并將田口正交表以及計(jì)算出的桿長和擺角的數(shù)據(jù)錄入 ADAMS軟件中進(jìn)行模擬分析出各對應(yīng)的上下剪切刃剪切時(shí)的最大值和最小值。最后，也要感謝學(xué)校的任課老師們，正因?yàn)橛辛四銈兊慕虒?dǎo)和幫助，我才能夠知道如何去運(yùn)用所學(xué)到的知識(shí)去做好自己的畢業(yè)論文。 Strip workshop design mechanical equipment [M]。 [6] Wang machine design [M]. Beijing: Mechanical Industry Press， 1983 [7] 王平．高速鐵路道岔設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐［ M］．成都：西南交通大學(xué)出版社， 20xx:209212，2482