基于偏心圆—共轭非圆齿轮传动的络交机构分析及优化设计

摘要

在制丝工艺中，络交机构是缫丝机卷绕装置的核心机构，其作用是使卷绕于小上的丝线呈现规律的网状丝片。目前国内常见的络交机构主要有两种类型：圆柱凸轮式和曲柄摇杆式，它们虽然在一定程度上满足了缫丝工艺的要求，但还存在丝线成型形状不佳、结构不紧凑、在换向点处存在冲击和传动效率不高等问题，因此不能实现高速导丝、容易塌边、影响干燥质量。针对以上存在的问题本文提出一种基于混合阶数的偏心圆—共轭非圆齿轮传动的络交机构，并对其进行建模分析、仿真和优化。
　　本论文的主要研究内容如下：
　　1)综述了自动缫丝机络交机构的国内外发展概况，并分析存在的问题，提出了一种新型基于偏心圆—共轭非圆齿轮传动的络交机构。在分析了高阶偏心圆—共轭非圆齿轮节曲线生成机理的基础上，对偏心圆—共轭非圆齿轮的传动特性进行研究，建立了包括偏心圆—共轭非圆齿轮、曲柄摇杆—摇杆滑块组合机构、共轭凸轮机构在内的新型络交机构运动学分析数学模型。
　　2)介绍了丝线卷绕的基本原理、成型规律和两种防叠方法（轴向防叠法和周向防叠法），建立了丝线卷绕在小上成型形状的数学建模，并对丝线成型形状的影响因素进行分析。
　　3)根据所建立的基于偏心圆—共轭非圆齿轮传动的络交机构运动学分析模型，利用MATLAB软件编写具有人机交互功能的该新型络交机构辅助分析及优化软件，利用该软件对络交机构进行参数计算和运动学分析。通过人机交互，以丝线最终绕到小上成型形状良好为目标，对络交机构进行参数优化。
　　4)根据优选的机构参数对新型络交机构进行结构设计。利用UG软件建立新型络交机构的三维模型，并进行虚拟装配和干涉检查。应用ADAMS仿真软件对新型络交机构进行虚拟样机运动学仿真，并与理论结果对比，具有很好的吻合性。说明理论建模和结构设计是正确可信的。

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第一章 绪论

1.1 前言

1.2 国内外自动缫丝机的发展概况

1.3 国内外自动缫丝机络交机构研究现状

1.4 非圆齿轮研究现状

1.5 当前自动缫丝机络交机构存在的问题

1.6 本论文研究的目的和意义

1.7 本论文的主要研究内容

1.8 本章小结

第二章 基于偏心圆—共轭非圆齿轮传动的络交机构的提出及建模

2.1 基于偏心圆—共轭非圆齿轮传动的络交机构的提出

2.2偏心圆—共轭非圆齿轮传动特性分析

2.3 新型络交机构运动学分析数学模型的建立

2.4 本章小结

第三章 丝线绕在小 上成型形状的计算

3.1 丝线卷绕的原理及规律

3.2 丝线卷绕的防叠方法

3.3 丝线卷绕成型形状数学模型的建立

3.4 本章小结

第四章 新型络交机构辅助分析及优化软件的编写和应用

4.1 新型络交机构辅助分析及优化软件的编写

4.2 新型络交机构辅助分析及优化软件的应用

4.3 本章小结

第五章 新型络交机构的结构设计及仿真分析

5.1 偏心圆—共轭非圆齿轮的设计

5.2 新型络交机构的结构设计

5.3 新型络交机构的装配

5.4 基于ADAMS的运动学仿真

5.5 仿真结果与理论计算结果对比分析

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果