根據(jù)切割機(jī)的功能要求，運(yùn)用Solidworks軟件對切割機(jī)進(jìn)行建模，然后將其導(dǎo)入ADAMS軟件中，運(yùn)用ADAMS軟件對其傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，為切割機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及后續(xù)的制造提供一定的理論基礎(chǔ)。

　　引言

　　隨著制造業(yè)間的競爭日趨激烈，各類制造業(yè)企業(yè)必須積極解決其新產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間、質(zhì)量、成本、服務(wù)、環(huán)境等難題。而信息技術(shù)的飛速發(fā)展，極大地促進(jìn)了傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展與革命。其中，作為21世紀(jì)的新先進(jìn)制造模式敏捷制造的關(guān)鍵技術(shù))))虛擬樣機(jī)技術(shù)正成為各國紛紛研究的新熱點(diǎn)。虛擬樣機(jī)技術(shù)是一種基于產(chǎn)品計(jì)算機(jī)仿真模型的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法，其核心是利用虛擬樣機(jī)代替物理樣機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)、測試和評估，可縮短開發(fā)周期，降低成本，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高面向客戶與市場需求的能力。對于工業(yè)切割業(yè)來說，同樣可以利用虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用。

1、切割機(jī)性能要求

　　切割機(jī)主要是由基座、砂輪、電動(dòng)機(jī)或其他動(dòng)力源、托架、防護(hù)罩和給水器等所組成。本文中我們對其簡化建模，其結(jié)構(gòu)由皮帶輪、帶輪、傳動(dòng)軸、切割片等構(gòu)件組成，其傳動(dòng)原理是:由電動(dòng)機(jī)提供外力轉(zhuǎn)動(dòng)帶輪1，帶輪1和帶輪2由皮帶連接，帶輪2連接傳動(dòng)軸，而傳動(dòng)軸的另一端與切割片集合，最終通過帶輪2通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)切割片作用。我們知道皮帶輪的速比是輪徑的比。平帶傳動(dòng)若是不忽略滑動(dòng)，即帶輪之間的摩擦力，理論上為輪徑比。但在實(shí)際應(yīng)用研究中，需考慮皮帶輪間的摩擦力，因此在本文中，對切割機(jī)的皮帶輪進(jìn)行了物理簡化，即兩輪相切，因?yàn)槠�帶輪中速比即輪徑比，同時(shí)加上摩擦力bc，即將復(fù)雜的皮帶輪簡化為兩齒輪相切結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵贏DAMS中，皮帶輪的建模相當(dāng)復(fù)雜，工作量繁瑣。因此簡化后，如圖1中的大小圓相切，可避免不必要的復(fù)雜建模。而對于切割片部分，可以相應(yīng)地看做負(fù)載，即N=Ft@V，其中，F(xiàn)t是切向切割力，V是砂輪線速度。若Fn為切割處徑向壓力，就切割方式來說，切向力Ft是靠徑向力Fn才能形成的；Fn越大，F(xiàn)t越大；Fn/Ft大約在1.5~3之間。對F1進(jìn)行定義為F1=kH，其中，k為彈性系數(shù)，受磨料硬度、砂輪自銳性、砂輪強(qiáng)度、被切材硬度、尺寸、切割處徑向壓力等等許多因素決定的。因此確定k的區(qū)間即可達(dá)到對切割機(jī)性能優(yōu)化的目的。經(jīng)過上述簡化后，切割機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)可以簡化為圖1所示。

H1、H2是轉(zhuǎn)角，J1、J2是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，M1、M2是轉(zhuǎn)矩，bc是阻尼系數(shù)，k1是彈簧系數(shù)，r1、r2是齒輪半徑

圖1 切割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

5、結(jié)論

　　本文介紹了切割機(jī)工作原理，同時(shí)工作中由于皮帶間一定摩擦因數(shù)下，過高或過低的負(fù)載載荷，都會(huì)導(dǎo)致皮帶滑脫，切割機(jī)出力異常等問題。因此為了對切割機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，我們需要推導(dǎo)驗(yàn)證出負(fù)載功率即轉(zhuǎn)化為彈性系數(shù)k正常運(yùn)行區(qū)間。為物理樣機(jī)的制造提供一定依據(jù)。經(jīng)過ADAMS建模分析很好地驗(yàn)證了上述情況，并求出了負(fù)載彈性系數(shù)運(yùn)行正常區(qū)間，研究表明，利用ADAMS對模型進(jìn)行分析，通過仿真分析得到角度，速度的仿真響應(yīng)曲線，以模擬實(shí)物在現(xiàn)實(shí)中的物理表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)問題，能方便有效地確定優(yōu)化目標(biāo)，為物理樣機(jī)的制造節(jié)約時(shí)間與成本。