自由节曲线非圆齿轮引纬机构运动学反求设计与试验

发布时间：2020-05-13 10:12

【摘要】： 我国是一个纺织大国,纺织品的出口量居世界第一,但纺织机械却不占优势,是一个进口大国。我国有不少织机生产厂家,但其产品大多是中低档水平,没有形成国际名牌。出现这种状况的原因是,国内织机厂家自主创新能力差。对于剑杆织机,国内厂家对核心机构的研究(如打纬和引纬机构)还停留在测绘和仿制阶段,这不仅会带来侵权问题,而且也仿制不了理想的性能和可靠性。因此研发具有自主知识产权的新型引纬机构对于提升国产剑杆织机技术水平具有一定的现实意义。本论文的研究得到了国家自然科学基金科研课题“基于自由曲线非圆齿轮的引纬、打纬机构分析与设计方法研究(50875243)”的项目资助,以课题组提出的非圆齿轮—曲柄摇杆—轮系引纬机构为研究对象,依据机构学的原理,从理论和应用两个方面,对该引纬机构的计算、分析、模拟、设计和试验的全过程进行了研究和探索。本文主要的研究内容和结果如下: 1)依据剑杆织机引纬工艺的条件,建立了该引纬机构逆运动学的数学模型,求解出离散型的节曲线,并以此为基础编制了通用的辅助分析程序。 2)通过非圆齿轮节曲线上的离散数据点构造了非均匀三次B样条曲线。在此基础上,引入一种基于迭代最近点的B样条曲线拟合的算法,对原数据点进行了曲线拟合,并通过实例分析了节曲线的光顺性。 3)以非圆齿轮齿廓的数学模型为基础,自主开发了非圆齿轮齿廓设计软件,获得了软件登记权(2009R11S048905),为非圆齿轮的高精度制造提供了数据。 4)建立了非圆齿轮—曲柄摇杆—轮系引纬机构的三维模型,完成了虚拟装配和虚拟样机的开发。并基于ADAMS软件对该机构进行运动学仿真和分析,动态仿真得到的运动轨迹和理论计算得出的结果高度吻合。相互印证了该引纬机构运动学数学模型和虚拟样机分析的正确性。 5)研制了非圆齿轮—曲柄摇杆—轮系引纬机构的试验台,并基于该试验台和高速摄像及其视频分析验证了所建立的运动学模型是可靠的。
【图文】：

引纬机构,剑杆织机,解方程,迭代算法

而且对不同筘幅要求机构不能通用；③平面六连杆送纬、四连杆接纬机构，见图1.1(c)，如 TP500、GA74 型剑杆织机采用该类型非分离筘座式（该形式不利于车速的提高）引纬机构，可方便实现“接力”引纬，但其引纬运动规律设计的灵活性不如共轭凸轮引纬机构；④空间四连杆引纬机构，见图 1.1(d)，如 GTM（比利时 PICANOL 公司）、GA733-A（苏州必佳乐）、GA737（苏吴机械）型剑杆织机采用该类型引纬机构，通过改变双摇杆的从动杆件长度来调整筘幅大小，其引纬运动规律设计灵活性不如平面六连杆送纬、四连杆接纬机构。图 1.1 常见的引纬机构对引纬机构进行研究的有：Zdenek Koloc 将剑杆织机刚性引纬机构分成离散和连续的两个子系统，，建立其动力学模型，并采用迭代算法来解方程[22]。Li K.R.对典型的空间四连杆引纬机构进行运动学和动力学分析，研究了在摇杆最大摆角和输出杆长取不同值时输出杆的运动和机构压力角变化规律，选出了能满足传动性能要求的较佳机构参数[23]。王生泽和陈明对 TP500 型剑杆织机传剑机构进行运动弹性动力学研究，总结较理想引纬传动方案所应具备的性能特点[24]。Washida Kazuo 等研究了利用伺服电机来控制引纬机构的运动学特性

节曲线,引纬机构,曲柄摇杆,非圆齿轮

第二章非圆齿轮—曲柄摇杆—轮系引纬机构的反求设计选择合适的非匀速传动机构是剑杆织机引纬机构的技术关键。实现非匀速传动的，但同时满足引纬机构运动和结构要求的非匀速传动机构却并不容易实现。基于，经过构思、分析、选择的反复过程后，提出了非圆齿轮—曲柄摇杆—轮系引纬机纬机构由非圆齿轮传动部分、曲柄摇杆和轮系组成。本章将通过此引纬机构简图阐述其工作原理和特点，在深入分析引纬剑头的运动纬工艺的基础上，建立该引纬剑头运动曲线的数学模型和该引纬机构的逆运动学型，并选择合适的中心距，求解出所要求的非圆齿轮节曲线；编制了通用的辅助，为该机构的反求提供更方便、快捷的平台。非圆齿轮—曲柄摇杆—轮系引纬机构的简介
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH132.41

【参考文献】