近年来随着机械设计水平、动力学分析理论和计算机技术的发展，出现了一些成熟的商业软件，例如有限元分析软件Ansys，Nastran，Abaqus，Sap等，多体动力学分析软件Adams，VirtualLab等，这些软件在航空航天、机械、和建筑工程等领域都得到了广泛应用，并取得了较好的效益。另外还出现一些很好的三维建模软件，为机械系统的仿真分析提供了可靠的基础。
机械设计方法发展的几个阶段，我国印刷机械的设计方法目前大部分停留在第2个阶段。第1阶段的静态设计是不考虑部件运动的设计方法，这种方法早已被淘汰；第2阶段的运动学设计考虑了部件的运动学性能，只从理论上保证了运动的准确性；第3阶段的动力设计是在运动学设计的基础上，对某些关键部件做动力学分析，包括固有频率、*大应力、*大变形、部件优化和疲劳寿命等分析，部件固有频率要尽可能地远离印刷机械的正常工作频率，防引起共振，导致动力学性能不稳定和机械过早破坏。目前我国有些印刷机械制造企业采用以上商业软件建立了整个印刷机械的三维零件模型库，并进行了机械系统动力学分析、控制和优化等仿真。当仿真分析结果不满足设计要求时，可以方便的对零件或系统参数进行修改，直到分析结果满意为止；第4阶段是整合了零件设计、运动学设计和动力学设计，利用可视化平台建立机械系统的虚拟样机模型，分析预测实际机械系统在各种工况下的动力学性能，修改设计非常方便，所有计算在后台进行，不需要人工的干预。国外印刷机械制造企业较早地将动力学分析应用于设计中，例如，海德堡的印刷机具有寿命长、可靠性高、精度高、速度高、噪音低、振动小和智能化程度高等特点，这都得益于利用了有限元分析和虚拟样机技术对印刷机的关键部件和重要机构进行各种动力学分析，得到的性能指标参数为修改和优化设计提供了依据。这样做给企业带来的是成本较低、设计效率高。
机械设计方法发展，从另一方面来看，印刷机械是一个非常复杂的系统，由机械系统、气动系统、液压系统和控制系统组成，整个印刷机的功能靠由各个系统协同完成。机械系统作为印刷机功能的实现者，它的性能的好坏直接影响着印刷精度。其中输纸机构、递纸机构、传纸机构、套准机构和墙板的振动等都是机械系统的关键部位。这里以递纸机构为例来研究先进设计技术在印刷机设计中的应用。递纸机构的设计过程如所示，整个过程分为两个部分，设计域和分析域。
设计域：运动学设计：递纸牙摆臂运动规律和牙片运动轨迹的设计；零件设计：包括凸轮、滚子、摆臂、传动轴等零件的二维设计；三维建模：运用三维建模软件实现零件的三维设计。
分析域：多刚体虚拟样机：在多体动力学软件平台上，对三维零件模型通过添加运动副和边界条件开发递纸机构多刚体虚拟样机系统并进行分析，如果运动性能不能满足设计要求，就需要返回设计域修改零件的设计和运动规律；多柔体虚拟样机：在多刚体虚拟样机的基础上，将某些关键零件柔性化，进行有限元分析，得到递纸机构的多柔体虚拟样机系统并进行分析，通过对比多刚体虚拟样机和多柔体虚拟样机牙片的运动轨迹，可以判断其递纸精度，如果在设计速度下的仿真精度不能满足设计要求，同样要返回设计域修改零件的设计和运动规律。*后根据多柔体虚拟样机制造物理样机进行验证性试验，由于制造之前做了大量的工作，很大程度上降低了试验成本，加快了研制周期。
印刷机的设计方法必须给予足够的重视，它对提高我国印刷机的档次和振兴民族工业起着至关重要的作用。国内外的差距是多方面的，短期内国产机水平将会仍然落后于国外同类产品，因此国内企业应该统筹兼顾，采用正确的战略，努力缩短各种差距，以期在高档市场占一席之地。
(完)
鲁公网安备37030402001756
