[发明专利]一种卫生用品在线变速装置的关键机构设计方法

说明书

本发明公开了一种卫生用品在线变速装置的关键机构设计方法，包括如下步骤：1)分析变速装置输出、输入运动数目；2)确定输出运动具体变化情况；3)确定机构长度的初始值，建立数学模型；4)确定电机的输入速度；5)通过步骤1)至步骤4)得出的已知条件求解各个点运动轨迹；6)通过粒子群算法对设计方案进行优化，确定最优杆长；7)最后采用蒙特卡罗法进行可靠性验证。本发明能快速完成对变速装置中凸轮连杆机构的设计，提高设计速度；同时能对设计方案进行优化选择，并进行可靠性验证。

技术领域

本发明涉及一种卫生用品在线变速装置的关键机构设计方法。

背景技术

作为卫生用品生产线的核心装置—在线变速装置被各大卫生用品生产商大面积应用于自家生产线上，其关键机构为凸轮连杆机构，依靠此机构能实现装置的变速功能，因此凸轮连杆机构的设计尤为重要；然而在现有的生产过程中，凸轮连杆机构的设计都没有一个统一的方式，具有一定的技术的缺陷和不足：

1、未能提出变速装置中的凸轮连杆机构通用设计方法；不同厂家的生产需求不同，如果根据不同速度来设计不同的装置那设计过程繁琐，耗时，不能实现快速设计。

2、未能确定变速装置中的凸轮连杆机构的最优结构；对于具体速度设计出的连杆凸轮组合变速变横装置，其尺寸和形状也可大不相同，但传统的设计方法并不能设计最优的结构，即不能实现优化设计。

3、未能进行变速装置中的凸轮连杆机构的运动精度分析。没有运动精度分析，不能知道机构的精度误差，运动可能会失效。

为解决上述问题，本申请对变速装置中的关键机构--凸轮连杆机构提出一种设计方法，使得凸轮连杆机构在满足其运动精度的条件下能根据不同生产情况快速得出最优的机构结构形式，即实现凸轮连杆机构的快速优化设计。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种使用方便，操作简单，能快速完成对变速装置中凸轮连杆机构的设计，提高设计速度；同时能对设计方案进行优化选择，并进行可靠性验证，保证使用过程中的稳定性、有效性、安全性，其具有实用性和使用广泛性的卫生用品在线变速装置的关键机构设计方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种卫生用品在线变速装置的关键机构设计方法，包括如下步骤：

1)分析变速装置输出、输入运动数目；

2)确定输出运动具体变化情况；

3)确定机构长度的初始值，建立数学模型；

4)确定电机的输入速度；

5)通过步骤1)至步骤4)得出的已知条件求解各个点运动轨迹；

6)通过粒子群算法对设计方案进行优化，确定最优杆长；

7)最后采用蒙特卡罗法进行可靠性验证。

优选的，步骤1)中，变速装置的凸轮连杆机构通常为两个自由度，因此变速装置需要两个原动件作为输入构件，所述输入构件为连杆的转动速度与确定的凸轮形状。

优选的，步骤2)具体为，确定传送带两端的速度，输出构件的变角速度。

优选的，步骤3)中，数学模型的建立，应用数学软件对物理模型进行数字建模，得到变速装置每个点的轨迹，取得各连杆的初值，得到凸轮连杆机构数学模型。

优选的，步骤4)中，电机的输入速度为两端传送带速度的中间值。

优选的，步骤5)中，通过电机速度与传送带两端的速度得到变速机构在一个运转周期内各点的轨迹，将各点首尾相连形成凸轮的形状。