毛巾织机电子起毛机构动力学分析及优化设计

摘要

起毛机构是毛巾织机的关键机构，该机构的工作性能对毛巾织物的形成与质量有重大影响。目前国内厂家生产的喷气毛巾织机可靠性差，相关技术指标与国外先进技术存在着巨大差距，因此研究适用于喷气毛巾织机的起毛机构有着重要的意义。
　　本文在研究国外某款喷气毛巾织机电子起毛机构相关结构的基础上，对其进行了运动学仿真、优化设计和动力学仿真。主要内容如下:
　　1)参考国外某款喷气毛巾织机电子起毛机构，采用Pro/E软件测绘电子起毛机构相关零件，建立电子起毛机构的三维模型，为电子起毛机构的后续的研究提供基础。
　　2)在对几种常见凸轮运动曲线设计方法深入分析的基础上，选用五次多项式曲线设计电子起毛机构的起毛运动规律。对电子起毛机构进行结构分析，确定起毛运动的关键机构，构建该机构的运动学方程，运用MATLAB计算求解出其伺服电机的运动规律曲线，其角加速度曲线虽满足实际应用，但有较大的幅值，在此基础上探讨起毛机构重要参数变化对伺服电机运动规律的影响。
　　3)采用遗传算法对电子起毛机构进行参数优化。首先分析电子起毛机构参数间的关系，指出对起毛工艺有重要影响的参数，根据机构实际情况和相关理论分析提出设计变量和约束条件;再建立使伺服电机角加速度曲线幅值取最小值的目标函数;最后运用MATLAB编程进行参数优化，取得了较好的优化结果。
　　4)对电子起毛关键机构进行受力分析，建立该机构的动力学方程;ADAMS软件中导入伺服电机运动规律曲线作为驱动曲线，建立电子起毛机构的ADAMS仿真模型，对其进行运动学仿真验证MATLAB仿真计算的正确性，并对与机架相连的各运动副进行受力分析。
　　5)探索该电子起毛机构震动力平衡问题，定性分析了相关机构质心偏移对机构震动力的影响，结果显示现有零件模型的质心位置已是最佳位置。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．1．1 国内外织机和织造工业的发展

1．1．2 喷气织机在毛巾生产上的优势

1．1．3 国产喷气织机的行业现状及问题

1．1．4 研究目的及意义

1．2 起毛原理及起毛机构研究现状

1．2．1 起毛织物的形成

1．2．2 起毛机构起毛方式

1．2．3 起毛机构驱动方式

1．2．4 国内外毛巾织机的发展现状

1．3 课题的研究对象和主要内容

第二章 毛巾织机起毛机构的原理分析

2．1 常见起毛机构介绍

2．1．1 筘动式起毛机构

2．1．2 布动式起毛机构

2．1．3 电子起毛机构

2．2 毛巾织机起毛机构的设计要求

2．3 毛巾织机的电子起毛机构的设计思路

2．3．1 毛巾织机起毛机构的工艺要求

2．3．2 毛巾织机起毛机构的比较

2．4 电子起毛机构的设计方案

2．5 本章小结

第三章 电子起毛机构运动学分析

3．1 电子起毛机构起毛工艺要求的实现

3．2 起毛机构起毛运动规律的设计

3．2．1 凸轮曲线的特性和选择的基本原则

3．2．2 常见凸轮运动规律曲线

3．2．3 电子起毛机构从动件运动规律的设计

3．3 电子起毛机构的结构分析

3．4 电子起毛关键机构运动学数学模型的建立

3．4．1 偏置摇杆滑块机构运动学数学模型

3．4．2 曲柄摇杆机构运动学数学模型

3．4．3 双摇杆机构运动学数学模型

3．5 电子起毛机构伺服电机运动规律的求解

3．5．1 机构参数赋值

3．5．2 求解伺服电机运动规律

3．6 重要参数变化对伺服电机运动规律的影响

3．6．1 连杆变化对伺服电机运动规律的影响

3．6．2 机构夹角变化对伺服电机运动规律的影响

3．7 本章小结

第四章 电子起毛机构优化设计

4．1 电子起毛机构参数的关系分析

4．1．1 参数分析流程

4．1．2 电子起毛机构参数间的关系

4．2 电子起毛机构的参数优化

4．2．1 遗传算法

4．2．2 目标函数的选定

4．2．3 优化的评价指标

4．2．4 设计变量

4．2．5 约束条件

4．3 优化前后结果分析

4．4 本章小结

第五章 电子起毛机构动力学分析及仿真

5．1 电子起毛机构动力学分析

5．1．1 牛顿欧拉方程和达朗贝尔原理

5．1．2 平面机构动力学分析方法

5．1．3 双摇杆机构动力学分析

5．1．4 曲柄摇杆机构动力学分析

5．1．5 偏置摇杆滑块机构动力学分析

5．2 电子起毛机构动力学仿真

5．2．1 虚拟样机技术与ADMAS软件

5．2．2 电子起毛机构动力学仿真模型的建立

5．2．3 电子起毛机构运动学和动力学仿真

5．2．4 动力学结果分析

5．3 电子起毛机构震动力平衡探索

5．3．1 机构震动力平衡及其主要方法

5．3．2 机构震动力平衡条件及探索思路

5．3．3 电子起毛机构相关运动副受力的比较分析

5．3．4 震动力完全平横的探索

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果及发表的学术论文