含间隙空间四连杆引纬机构分析及弹性动力学仿真

摘要

引纬机构一般放置在剑杆织机的高速端，是织机最重要的组成部分之一，引纬机构的运动精度直接影响着剑杆织机的引纬效果。目前，国产高档织机存在引纬机构的各方面的缺陷，与国外先进织机仍有较大差距。因此研究引纬机构各项性能，对提高国产纺织机械加工质量和国际竞争力显得尤为迫切。
　　本文基于国内高档织机整体性能较为落后的现状，通过理论分析和虚拟样机检验，对含间隙空间四连杆引纬机构进行了运动学和刚体动力学分析以及弹性动力学分析和仿真。主要成果和工作概括如下：
　　1）建立了空间四连杆引纬机构的运动学模型，编制MATLAB程序对其进行运动学仿真，生成了剑带运动特性曲线，同时考虑了间隙对剑带运动特性影响，基于连续接触模型和等效杆长理论，得到了含间隙空间四连杆引纬机构的运动特性曲线。对各种情况下，剑带的运动曲线进行了综合比较和分析。
　　2）利用UG软件建立了所研究机构的三维模型，联合ADAMS软件，进行运动副添加和刚体动力学仿真，得到了ADAMS仿真环境下不含间隙和含间隙机构的运动特性曲线，分析了间隙对机构的运动特性的影响，与运动学模型中运动特性曲线进行了对比。
　　3）基于改进的Hertz理论并考虑构件的弹性，联用ANSYS和ADAMS建立了机构的刚柔耦合模型，并完成了动力学仿真，进而分析了单独考虑连杆和扇形齿轮之间链接的铰间间隙以及叉形架和连杆弹性对剑带输出特性的影响。通过ANSYS设置叉形架材料，通过在ADAMS中仿真分析，获得了弹性条件下，构件材料特性对含间隙机构的运动特性和动力学特性影响。
　　4）通过分析常见间隙动力学分析模型，分析了相应间隙碰撞模型的碰撞力曲线和接触面形变曲线。针对机构中的平面四杆机构进行机构铰链接间隙动力学分析，介绍了二状态分析模型进行机构的力学分析的基本方法。分析了平面四连杆机构中铰间隙动力学，采用连续接触模型中的刚性模型和MLSD模型进行分析比较，并得出二者的不同和特性。

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第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外剑杆织机发展现状

1.3国内外含间隙机构研究和机构弹性动力学研究现状

1.4本文研究的主要内容

第二章空间四连杆引纬机构运动学分析

2.1剑杆织机引纬机构简介

2.2空间四连杆引纬机构运动学数学建模

2.3引纬机构运动轨迹求解

2.4机构精度分析

2.5空间四连杆机构间隙分析

2.6辅助分析软件的编写

2.7本章小结

第三章 含间隙空间四连杆引纬机构刚柔耦合动力学仿真

3.1机构刚体动力学仿真

3.2 间隙机构弹性动力学仿真分析

3.3刚柔耦合模型中叉形架受力分析

3.4叉形架的ANSYS应力分析

3.5本章小结

第四章 平面四连杆机构间隙动力学分析

4.1 间隙碰撞模型

4.2接触力模型

4.3二状态间隙动力学建模

4.4连续接触模型间隙动力学建模

4.5小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2 展望

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果

参考文献