某型包装机推手机构刚柔耦合系统动力学研究*

周长江，胡 波，祝智斌

(1.湖南大学 国家高效磨削工程技术研究中心，湖南 长沙 410082；2.湖南大学 机械与运载工程学院，湖南 长沙 410082;3.中烟机械集团常德烟草机械有限责任公司，湖南 常德 415000)

随着包装机械轻质、高速、高精度化发展，柔性构件变形引起的运动误差不能忽略.基于多刚体动力学理论建立的计算模型，在分析柔性构件变形对机械系统运动精度的影响时存在一定的不足[1-2].针对上述问题，研究者提出刚柔体耦合动力学建模.Winfry R C[3]将多刚体动力学与结构动力学进行叠加，提出运动—弹性动力学分析方法.Likins P W[4]和Kane T R 等[5]提出了混合坐标建模方法，并以高速旋转的悬臂梁为例，证明零次近似耦合模型存在“动力刚化”现象.刘锦阳[6]、杨辉等[7]通过纵横振动的二次耦合变形量，研究了“动力刚化”问题，并用实验证明该模型的有效性.朱才朝[8]、张立军等[9]基于刚柔耦合系统动力学理论，研究了柔性车架对汽车平顺性的影响.在包装机械方面，田晓鸿[10]、韩炬等[11]分别对包装机和热封机构进行了多刚体运动学建模与仿真分析.综上所述，若对高速运动的轻质柔性构件作刚体假设，基于多刚体动力学理论的计算结果将存在一定误差.应用机构动力学方法计算出载荷边界，再由结构动力学方法计算出该机构在此载荷边界下的应力与变形.机构动力学求出的动态载荷，作为载荷边界条件直接施加在有限元计算模型上则比较困难.若柔性杆件运动轨迹不规则且变……