基于椭圆齿轮—曲柄摇杆的打纬机构分析与试验研究

摘要

目前在织机中有三种类型：分别是剑杆织机、喷水织机和喷气织机，剑杆织机因结构简单，成本低而应用广泛。我国是一个纺织大国，但由于我国在现代剑杆织机研究不足，当今剑杆织机机构的知识产权不在我国，就不可能将企业做大、做出品牌。要改变中高级剑杆织机生产设备主要依靠进口的局面，必须走自主创新的道路，需要从剑杆织机核心机构开始做基础性研究工作。剑杆织机的打纬机构主要有三种：共轭凸轮机构、四连杆机构和六连杆机构。
　　 本文综述了目前国内外织机发展的现状和打纬机构的研究情况，提出了一种新的打纬机构：椭圆齿轮.曲柄摇杆的打纬机构。为分析该机构的打纬性能，建立了机构的运动学数学模型，采用Visua.Basi.6.0软件编写了辅助分析软件，得到打纬机构的运动学特性曲线。在对打纬机构运动学分析的基础上，建立了其刚体动力学模型并编写辅助分析程序，得到该机构的动力学特性。
　　 为考虑打纬机构实际工作中的弹性变形对其动力学特性的影响，对该机构进行多体动力学分析，利用ADAMS分析软件建立了打纬机构整机的运动学模型，同时结合运用ANSYS和ADAMS建立了打纬机构的关键部件摇杆的柔性体模型，并进行了应力应变分析，得到摇杆的应力云图和关键点的应变图，在ADAMS中导入模态中性文件，进行机构弹性动力学分析，并与打纬机构刚性动力学分析结果进行比较。
　　 为验证该机构的打纬性能，考虑和引纬机构的匹配，对打纬机构和引纬机构进行参数优化，采用基于VB6.0编写的可视化软件进行人机交互对话优化方法，结合实际设计时的结构限制，取得了一组最佳参数，研制了试验台。采用高速摄像及其视频分析技术，测得打纬点的动程、速度，测量结果与理论分析吻合。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 几种典型的打纬机构

1.3 打纬机构国内外研究现状

1.4 椭圆齿轮建模加工及非匀速传动性能的研究

1.5 本论文主要研究内容

第二章 椭圆齿轮—曲柄摇杆打纬机构运动学分析

2.1 椭圆齿轮—曲柄摇杆打纬机构简介

2.2 椭圆齿轮—曲柄摇杆的打纬机构运动学模型的建立

2.2.1 从动椭圆齿轮角位移、角速度和角加速度数学模型建立

2.2.2 摇杆的角位移、角速度和角加速度数学模型建立

2.2.3 打纬点的位移、速度和加速度数学模型的建立

2.3 椭圆齿轮曲柄摇杆打纬机构运动学辅助优化分析软件的编写

2.3.1 优化软件的程序求解框图

2.3.2 辅助分析软件的功能及使用方法

2.4 机构参数对打纬性能的影响

2.4.1 椭圆偏心率k的影响

2.4.2 曲柄和摇杆对性能影响

2.5 摇杆运动性能分析

2.6 与常用的两种打纬机构性能比较

2.7 本章小结

第三章 椭圆齿轮—曲柄摇杆打纬机构刚体动力学分析

3.1 动力学分析

3.2 辅助分析软件

3.3 机构参数对打纬机构动力学性能影响

3.4 本章小结

第四章 椭圆齿轮—曲柄摇杆打纬机构多体动力学仿真

4.1 ADAMS软件简介

4.2 柔性体的运动方程

4.3 ANSYS与ADAMS的双向接口

4.4 摇杆在ANSYS中的模态分析及模态中性文件的建立

4.4.1 Pro/ENGINEER简介

4.4.2 摇杆有限元实体模型的建立

4.4.3 单元类型及材料属性的选取

4.4.4 网格划分

4.4.5 在ANSYS软件中生成柔性体模型的模态中性文件

4.5 摇杆应力应变分析

4.5.1 在ADAMS软件中生成ANSYS软件使用的载荷文件

4.5.2 在ANSYS程序中进行应力应变分析

4.6 刚性打纬机构ADAMS仿真及分析

4.6.1 系统动力学方程的建立

4.6.2 仿真分析结果

4.7 本章小结

第五章 打纬机构、引纬机构实验台的设计及试验

5.1 打纬机构、引纬机构的参数优化

5.1.1 实验台的传动方案

5.1.2 基于VB的人机交互优化软件的编写及使用

5.1.3 机构基本参数

5.1.4 打纬机构、引纬机构运动特性

5.2 实验台的研制

5.2.1 实验台

5.2.2 试验手段与实验条件

5.2.3 实验设备与实验方法

5.2.4 试验结果分析与比较

5.3 本章小结

第六章 总结和展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致 谢

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