有结织网机上钩摆动机构性能分析与优化设计研究

发布时间：2020-05-08 01:07

【摘要】：上钩摆动机构作为有结织网机的重要组成部分,其自身性能的好坏将直接影响整机性能以及所织的网片质量。本文以上钩摆动机构为研究对象,对机构运动性能进行分析,探究出上钩摆动机构运动平稳性较差的因素,并基于此对其进行优化设计。为了优化上钩摆动机构凸轮的轮廓曲线,提出将模糊综合评判原理应用于上钩摆动机构凸轮曲线的确定中,并对其进行调幅优化;同时,为了改善上钩摆动机构的传动性能和力学性能,提出将NSGA-II遗传算法应用于上钩摆动机构的多目标优化中。论文主要工作及结论如下:首先,对有结织网机以及上钩摆动机构的工作原理进行分析;利用Creo进行上钩摆动机构三维模型的建立;通过采用ADAMS虚拟样机技术对上钩摆动机构进行运动性能分析,探究出其运动平稳性较差的主要原因为上钩摆动机构凸轮轮廓曲线不光滑。其次,利用模糊综合评判原理确定出修正正弦曲线为上钩摆动机构凸轮的最优曲线;为了进一步提高机构的运动性能,利用调幅原理对修正正弦曲线的最大无量刚速度、加速度和跃度进行优化;基于ADAMS对上钩摆动机构凸轮进行设计,求解出优化后的凸轮轮廓曲线;将优化后的凸轮装配至上钩摆动机构中,并进行运动仿真分析,验证上钩摆动机构凸轮优化的合理性和有效性。然后,以改善上钩摆动机构传动性能和力学性能为目的,以凸轮滚子的最大法向力、连杆的最小传动角和凸轮的最大压力角为优化目标,建立上钩摆动机构的多目标优化数学模型;并利用NSGA-II遗传算法对该数学模型进行多目标优化求解,得到一个Pareto最优解集,进而确定一组最优设计参数;在MATLAB中对优化前后的结果进行对比分析,验证该优化方法的可行性。最后,利用ANSYS Workbench对上钩摆动机构的主要传动部件—主轴和大齿轮进行性能分析,以验证其满足工作要求,且在运动过程中状态稳定;对优化后的上钩摆动机构进行物理样机验证,结果表明:优化后的上钩摆动机构满足工作要求,和优化之前的机构相比,其运动平稳性得到了提高。综上所述,本文针对有结织网机的上钩摆动机构,从上钩摆动机构凸轮和上钩摆动机构两方面进行了优化改进,提高了机构的运动平稳性,改善了机构的传动性能和力学性能。
【图文】：

手工编织,高速高效,水产养殖业,渔网

工作稳定性较差，影响了网片质量以及生产效率的提高。1.1.2 课题的来源本文的研究工作来源于某校企合作项目“大型高速高效智能化织网机的研发”。1.2 国内外研究现状1.2.1 有结织网机研究现状近代以来，由于水产捕捞和水产养殖业的发展，对渔网的需求量不断增加，传统的手工编织队伍由于效率和经济等原因正在逐步缩小甚至被淘汰。日本在1894 年发明制造出了第一台有结织网机，1903 年日本的中村隆三发明了新一代的有结织网机[4]，，随着近百年的发展，有结织网机结构已基本固定，其整机结构如图 1.1 所示。

凸轮机构,学者,凸轮轮廓曲线

图 1.2 凸轮机构的分类Fig.1.2 Classification of cam mechanism构的研究，国内外学者做了许多工作。Giuseppe 等提轮椅，利用凸轮机构减少轮椅在爬楼梯时产生的振动和运动性能[16]。Hsieh 提出了一种简单有效的分度凸：首先通过坐标变换和共轭曲面理论获得了传动凸轮的算出了凸轮压力角和曲率半径，最后分析凸轮机构运[17]。Lee 等设计了一种共轭凸轮机构以减少机构运动使得机构获得了更高的运行速度和使用寿命[18]。工作性能主要由凸轮轮廓曲线决定，凸轮轮廓曲线则。因此，国内外众多学者对凸轮曲线及其运动规律做定了凸轮机构的性能，在选取运动规律时通常依靠设经验不足的设计人员带来了很大的挑战。因此为了科
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH132.47

【参考文献】