铜包装线出料机力学性能-研究与优化 (1)

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1、硕十’学何论文图5．8出料机第七阶振型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．38图5．9出料机第八阶振型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．38图5．10出料机第九阶振型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯38图5．11出料机第十阶振型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯39图5．12有限元谐响应分析步骤图；⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42图5．13极限位置X方向谐响应曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．42图5．14极限位置Y方向谐响应曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43图5．15极限位置Z方向谐响应曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．43图6．1优化数据流向图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．46图6．2目标函数的迭代变化曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一53图6．3状态变量的迭代变化曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．53图6．4设计变量的迭代变化曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一53图6．5优化后步进梁等效位移图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．54图6．6优化后步进梁等效应力图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．54V兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除

3、了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：之0意、走日期：pf。年岁月∥日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中

4、国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：曼0意、史导师签名：壹耋舷日期：弘户年罗月叫日日期：．20lo年，月妨ElII硕’卜学伊论文第1章绪论1．1课题研究的背景1．1．1课题来源金川阴极铜板自动包装生产项目是我校与金川公司联合，针对目前阴极铜板包装作业的技术及装备落后现状，综合应用机械、电子、液压、计算机控制等不同学科的基础理论和专业技术，研制完成的直线式铜板全自动包装生产线。目前该生产线已经成功运行，但在使用过程中发现生产线出料机存在步进梁刚度低、变形大、动态特性不稳定等现象。因此，本课题旨在通过对该出料机启动阶段四种不同工况条件下的静、动态力学

5、性能研究发现其薄弱环节，从而进行优化改进。阴极铜板自动包装生产线出料机主要由传动机构、步进梁、摇杆、连杆、液压缸l和液压缸2组成。主要作用是通过传动机构的运动实现包装完毕铜板的输送卸料工作。根据机构学知识，可将出料机视为一包含有源组的平面连杆机构，将液压缸等效理解为移动副，则其运动学、动力学分析的方法与一般的平面连杆机构基本相同。1．1．2平面连杆机构分析的发展18世纪下半叶的第一次工业革命促进了机械工程学科的迅速发展，机构学在原来机械力学的基础上发展成为一门独立的学科【M】。早在13世纪连杆机构就己得到应用，最简单的连杆机构是四杆机构，也是出现最早的一种连杆机构。对连杆机构的

6、研究起始于18世纪著名发明家瓦特，1784年他所发明的蒸汽机中曾应用四杆机构连杆点的近似直线运动导引机构中的另一个杆运动17】。实际中，设计多连杆传动机构时遇到的一般是动力学逆问题。传统方法分析时可按照如下几步进行：首先，把实际机械系统简化为机构运动简图；拟出其等效的力学模型；以力学模型为依据列出运动微分方程；对运动微分方程求解：最后，针对所研究的问题进行具体分析，得出最终结果。为了简化研究问题，在拟出机械系统动力学模型前，忽略系统中构件的弹性变形、忽略运动副中的间隙、忽略运动副中的摩擦等，也就是将机械系统视为由刚性构件组成的理想系统，确立其理想机构的动力学模型。然后再根据自由

7、度数选择采用何种动力学分析方法进行分析。这就是机构设计所遵循的一般原则【8】。对于机构的设计，长期以来人们一直沿袭采用传统的图解设计方法，由于图铜包装线出料机力学性能研究与优化解法所列方程是高度非线性的，想从中解出待定系数困难是很大的。从而制约了设计精度和设计效率的提高，更重要的是：由于图解法难以把机构综合与优化设计很好地结合起来，从而也制约了机构设计质量的提高。伴随着计算机技术的发展，计算机辅助多连杆机械系统设计成为可能，而且由于它的优越性，它势必得到更为广泛的应用。但是由于机构结构形式的