分件供送变距螺杆的三维实体建模与性能分析.pdfVIP

学兔兔 第 4期(总第 191期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．4 2015年 O8月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MAT10N Aug． 文章编号：1672—6413(2015)04—0080—03 分件供送变距螺杆 的三维实体建模与性能分析 欧阳虎，黄运板 (广东工业大学 机 电工程学院，广 东 广州 510006) 摘要：分析了变螺距螺杆螺旋线和螺旋槽的数学模型，给出了一种绘制螺旋槽的解析作图方法，修正了传统 的近似作 图设计方法。利用CATIA强大的实体建模功能，创建 了分件供送变距螺杆的三维实体模型。将两 种采用不同螺旋线形式的变距螺杆模型分别导入 ANSYSWorkbench中进行模态分析，通过对结果的分析， 得出了四段螺旋线式变距螺杆在抗振性能方面明显优于三段螺旋线式变距螺杆的结论。 关键词 ：变距螺杆 ；CATIA；三维实体建模 ；模态分析 中图分类号 ：TP391．7 文献标识码 ：A 0 引言 的四段组合式螺旋线形式 ，如图 1所示 。 分件供送螺杆是现代包装机械行业常用的一种供 送装置 ，可按照包装工艺的要求，将不同外形的包装容 器逐个输送到相应包装工位 ，因此分件供送螺杆被称 为整个设备的 “咽喉”，其结构与性能直接影响到整个 设备的作业质量 、工作效率 、总体布局和 自动化水平 。 合理地设计分件供送螺杆 的结构 ，可以减轻供送过程 (1)等速段的运动规律方程为 ： 中的冲击 、振动 、卡滞等现象[1]，从而提高变距供送螺 fa一O 杆的输送稳定性 ，对实现供送件 的可靠传送具有现实 意义。现在普遍采用的螺杆螺旋线形式有三段组合 17J1~$071‘ 式、代数多项式螺旋形 、最Jb--乘法 曲线拟合等[2]。 但是这些螺旋线不仅设计过程繁琐，而且制造 的螺杆 往往在工作过程中运行不平稳。因此本文采用四段组 f口z一 n(号) 合式螺旋形的数学模型，使用精确的解析作图法绘制 {I。+ [1--cos(号·z2m)]．(2) 螺旋槽 ，并利用 CATIA 强大的扫描混合功能建立其 三维实体模型，最后基于AnsysWorkbench对螺杆进 lH2=$oi2+ rhi2一~nr~i2)] 行模态分析 ，以得 出一些对现实设计有指导作用 的 结论 。 (3)等加速段的运动规律方程为： 1 螺杆螺旋线的数学模型 fa3一口max 合理确定螺杆螺旋线的形式，是保障螺杆运行过 ．』。一+警(+ ． (3) 程中物件平稳供送 的关键 。在螺杆起始段 ，为 了使供 件平稳进入螺杆 ，采用等螺距实现等速供送 ；在第二 IH3~-Soi3+学 ( ) 段 ，螺杆的供送加速度依照正弦函数 由零增至最大 ，为 (4)余弦加速段的运动规律方程为 ： 正弦变加速度段 ；在第三段 ，供件在最大加速度状况下 加速运动，以便快速增大供件的速度与间距 ，为等加速 fa~xCOs(号 ) 度段；在最后段，螺杆的供送加速度依余弦函数由最大 {一+ [sin()++鲁] ．(4) 减至零 ，以便减小供件出螺杆时的冲击 ，最终使供件与 星轮同步 ，为余弦减加速度段。以上 即为本文所采用 lH4