【摘要】：隨著現(xiàn)代加工技術的進步及工業(yè)需求的多樣化,傳統(tǒng)“一維”變速箱已不能滿足某些工業(yè)生產的特殊需求,研究表明在高分子聚合物加工過程中施加軸向往復運動能提高擠出產品的性能。在此背景下,本文對高分子聚合物加工設備所使用的變速箱進行創(chuàng)新研究,提出一種能實現(xiàn)輸出軸轉動并軸向往復運動的新型二維變速箱,并詳細研究該變速箱的結構原理、仿真分析、優(yōu)化和試制等理論問題,其結論可為該變速箱的研發(fā)提供理論基礎,最終研制出輸出軸轉動并軸向往復運動新型變速箱。課題主要研究工作包括:首先,通過對比現(xiàn)有的往復式擠出機裝置的優(yōu)缺點,提出一種能實現(xiàn)輸出軸轉動并軸向往復運動的二維變速箱結構模型,并詳細介紹該變速箱的傳動原理和性能特點;應用雙偏心機構幅值調整方法和偏心輪結構特點,設計往復運動相關部件,重點研究分析輸出軸轉動并軸向往復運動機構傳動原理。其次,針對往復運動部件的受力行為特征,對往復運動部件受力模型進行數(shù)學建模,分析負載反力對往復運動部件的影響,求解輸出軸能進行軸向往復運動部件的受力情況及臨界運動條件。最后,根據(jù)設計要求完成各零部件的結構設計,并建立新型變速箱三維參數(shù)化模型。接著,利用動力學仿真軟件ADAMS,根據(jù)齒輪赫茲接觸應力理論建立變速箱動力學模型,對變速箱進行運動學和動力學仿真分析,仿真結果驗證了該變速箱傳動理論的可行性,且得到的各齒輪間的動態(tài)嚙合力,為變速箱關鍵零部件分析提供載荷邊界條件。然后,對變速箱關鍵零部件進行受力分析及有限元仿真,據(jù)此對其齒輪、輸入軸及偏心軸結構進行針對性優(yōu)化。利用彈性動力學理論建立變速箱箱體有限元模態(tài)分析模型,由箱體的固有頻率可知箱體的設計合理地避開了齒輪嚙合頻率。由于往復運動結構受諧波載荷,本文對其進行模態(tài)分析及諧響應分析,研究了其在不同頻率負載下的動態(tài)特性,為往復運動部件結構的優(yōu)化設計提供理論基礎。最后,加工制造出新型二維變速箱樣機并搭建螺桿擠出機試驗平臺,試驗驗證了該新型二維變速箱傳動原理的正確性和可行性,由于時間限制,沒有對變速箱的性能測試試驗進行專門研究。
【圖文】：

即在聚合物流場中引入振動。同時振動的頻率和振幅可以控制。圖1-1 中，芯棒采用獨立的電動機進行驅動轉動，轉動平行于流動的方向，即將機械振動引入擠出機模頭部位，實現(xiàn)對聚合物的振動拉伸，從而提高制品質量。

圖 1-1 模頭中引入振動方案示意圖 C.M.Wong 和 C.H.Chen 設計機頭垂直振動裝置的擠電動機輸出軸與偏心機構旋轉軸通過擠出機頭連接在一時，其偏心轉動即可轉化成擠出機機頭沿聚合物熔融體得機頭內表面對熔融聚合物產生動態(tài)拉伸及剪切作用。擠出機機頭處熔融體平均流率不變時，，提高振動的強度壓力，提高熔融體擠出時的溫度。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH132.46

【參考文獻】

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本文編號：2652667