印刷机械咬牙开闭机构的反求设计

【前言】印刷机械咬牙开闭机构的反求设计由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。印刷机开闭机构按照咬纸力来源不同可分为两类：一种是弹簧加压产生咬纸力的开闭牙机构，叫做凸轮低点闭牙机构。另一种凸轮高面直接产生咬纸力的开闭牙机构，叫做为凸轮高点闭牙机构。首先是凸轮低点闭牙机构，当开闭牙滚子向凸轮低点运动时，弹簧加压产生咬纸力，带动...

摘 要：咬牙开闭机构作为印刷机械的重要部件，其工作性能的好坏对印刷品的质量有着直接影响，随着科学技术的迅猛发展，为使印刷技术适应当今印刷业工艺发展要求，本文将对印刷机械咬牙开闭机构展开理论分析，探究反求设计原理，希望能对印刷机械的发展有所裨益。

关键词：咬牙开闭机构；印刷机；理论

中图分类号：TU2文献标识码： A

前言：咬牙开闭机构在印刷中所起的作用是承接递纸咬牙传送来的纸张，位于压印滚筒上，印制原理是通过转动过程中纸张与滚筒的接触获得印迹，这些印迹应当套印准确，墨色匀实，无印刷斑点等，这就要求我们的开闭机构应当咬力充足、运转速度快且平稳同时要控制好交接时间。近些年来，我国印刷工艺有了很大进步，但与世界水平相比依然有一定的差距，为了缩小差距必须对进国外先进机器分析并学习其精华部分，即对引进的机构运用反求设计进行改进设计。

一．凸轮机构分析

印刷机开闭机构按照咬纸力来源不同可分为两类：一种是弹簧加压产生咬纸力的开闭牙机构，叫做凸轮低点闭牙机构。另一种凸轮高面直接产生咬纸力的开闭牙机构，叫做为凸轮高点闭牙机构。首先是凸轮低点闭牙机构，当开闭牙滚子向凸轮低点运动时，弹簧加压产生咬纸力，带动咬纸牙轴顺时针转动，实现咬纸牙闭合;当开闭牙滚子向凸轮的高面运动时，滚子摆杆逆时针转动，带动咬纸牙轴逆时针转动，使咬纸牙处于张开状态。这种机构结构简单、易于实现，但撑簧在运动中容易发生抖动现象，稳定性相对较差，直接影响套印质量。此外，由于弹簧产生的咬纸力大小基本相同，对于不同厚度的纸张，薄纸容易撕破，厚纸又不能提供足够的咬纸力。同凸轮低点闭牙机构相比较 当开闭牙滚子向凸轮低点运动时，在咬纸牙弹簧的作用下，咬纸牙张开，实现纸张交接：当开闭牙滚子向凸轮高面运动时，靠凸轮高面与滚子接触，实现咬纸牙闭合。与由弹簧产生咬纸力的低点闭牙机构相比，这种类型的闭牙机构咬纸牢靠．吸纸稳定(咬纸力直接由凸轮高面产生)，同时由于牙片材料具有一定的弹性，能满足不同厚度的纸张对咬纸力的要求，保证了套印的质量和精度。

二．机构运动分析

（一）确定凸轮廓线上切线与法线倾斜角。若在x1、x2、x3….xn节点处，Y的值已知则通过5次拉格朗日多项式我们可以求得在每一节点处的微分公式，比如就假设5点分别为xk-2，xk-1，xk，xk+1，xk+2则与其对应yk-2，yk-1，yk，yk+1，yk+2此时另xk-1- xk-2=a，xk- xk-1=b，xk+1-xk=c，xk+2- xk+1=d，如果r=a/b=a/c=a/d=1,那么以xb点的微分值为例，可得公式Y’=1/12b[yk-2- yk+2+8(yk+2- yk-1)]套入到凸轮实际廓线得p’k=f’（ θk）=1/12b[pk-2-pk+2+8(pk+1-pk-1)]。其中pk是凸轮实际廓线向径，θk是对应转交。

（二）按照凸轮理论廓线确定从动件的运动规律。首先在下图中，rb是基圆的半径，βb是摆杆从动件的起点与凸轮、摆杆连线OA间夹角。rk廓线上点的向径；βk是其对应转交，δk是从动件从起点开水计算的从动件转交（角位移）。根据图可得摆动从动件的运动规律βb=arcos（a2+L2-rb2）/2al，βk= arcos（a2+L2-rk2）/2al。那么从动件的角位移δk=βk-βb=ψk。

（三）拟合凸轮机构运动规律方程。上边的ψk和δk在反求设计时是通过测量值求出来的，所以二者是离散函数关系，由于测量凸轮轮廓时会引起一定的运动规律误差，因此此处选用最小二乘法做拟合。本文将采用6次多项式对原凸轮机构的运动规律进行拟合，为：δ=a0+a1ψ+ a2ψ2+ a3ψ3+ a4ψ4+ a5ψ5+ a6ψ6，其中δ为对应ψ的从动件角位移，通过上述分析建立最小二乘法的回归方程，其中m是凸轮升程中所给定的凸轮理论廓线上向径直的个数，应用求M多元函数的最小值可求出待定系数a0，a1，a2，a3，a4，a5，a6，接着求解7个系数的方程，求出待定系数。

三．缩放设计咬牙开闭机构

其设计是另凸轮的基圆半径按滚筒直径进行适当缩放，同时不能改变机构的输出运动规律，设计分为两部分一是凸轮轮廓二是摆杆长度。下图所示的坐标系中，求凸轮理论廓线方程时，应当保持凸轮固定，从动从-ω方向转过ψk角度，滚子的中心位于G处，可得方程如下xG=xA-L1sin[180度-（90度-ψk+βb+δk）]=acosψk-L1cos（βb+δk-ψk）；YG=YA+L1cos[180度-（90度-ψk+βb+δk）]= acosψk-L1cos（βb+δk-ψk）。其中a是轴心O和轴心A0间的中心距离，L1是从动件AG段的长度，ψk是凸轮转角，βb是从动件起点和轴心连线OA0的夹角，δk是从动件从起点算起的从动件转角，rb则是基圆半径。在对凸轮廓线进行反求设计时，往往依据新产品尺寸大小去确定新胶印机压印滚筒直径的大小，计算出新旧产品直径比确定缩放系数K，得K=A’B’/AB=A’G’/AG=L1’/L1=L2’/L2=a’/a=rb’/rb=D’/D,其中D是原产品的压印滚动直径，D’是新的直径，所以rb’， a’， L1’， L2’能够通过K求出，而δk为ψk的函数，通过反求的出的凸轮机构运动规律δk=f（ψk）来确定。

四．结语

随着科学进步与社会发展，现代社会对印刷水平的要求也越来越高，如今印刷技术呈现以下特点即高速化、多样化，本文通过对印刷机械开闭牙机构反求设计的探究，了解了印刷机械凸轮机构反求设计的基本原理，在分析国外先进印刷机械的基础上，自主探究机构应用原理，希望能够缩小与发达国家的技术水平差距，希望为我国印刷机械的发展做出一定的贡献。

参考文献

[1]申永胜.机械原理[M].北京：清华大学出版社，1999

[2]华大年，唐之伟.机构分析与设计.北京：纺织工业出版社，1985

[3]李庆扬，王能超，易大义.数值分析。武汉：华中工学院出版社1985

[4]刘刚.程序设计使用教程.北京：中国民航出版社，2002

[5]孙传琼.冷缴机夹钳机构中失效凸轮机构的拟合运动方程[J].湖北汽车工业学院学报，1999