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地毯簇绒机簇绒针传动机构动力学分析

作　者: 程杭杭
导　师: 顾洪波
学　校: 东华大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 地毯簇绒机四杆机构建模运动学仿真动力学分析改进设计
分类号: TS106.76
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 22次
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内容摘要

生活水平的提高,使得人们对地毯的需求量不断增长。根据统计,簇绒地毯占整个地毯市场份额的80%以上,但我国簇绒地毯的产量仅仅是全世界的3%。究其原因在于国内地毯装备的研究、设计与制造方面较比国外存在差距。一方面,国内还没有形成具有自主知识产权的簇绒技术,地毯织机严重依赖进口,但根本无法满足整个地毯市场的需求。另一方面,只有少数国家拥有地毯织机的关键技术,严重制约了我国地毯织机技术的发展。因此,针对地毯业的巨大市场潜力,各企业开展核心技术研究,簇绒技术的国产化已经迫在眉睫。本文研究的对簇绒机簇绒针传动机构的动力学分析正是基于这个背景提出的。在传动机构中,细长轴作为其核心,承受着多点交变载荷,更是研究的重中之重。本文以研究簇绒机簇绒针的传动机构机械结构为出发点,对现有的簇绒针传动结构进行了SOLIDWORKS三维建模,ADAMS运动学仿真,以及ANSYS动力学分析。针对分析结果,对传动机构进行改进设计和后续的动力学分析,以较比改进后参数的变化,以验证改进设计的可行性。主要研究内容有：1.针对一簇绒机型,在SOLIDWORKS中建立簇绒针传动机构进行三维建模。对模型进行四杆简化,得到机构中各杆件的位置、角速度和加速度及杆件上各点的位置、速度和加速度。通过运动分析,指导参数设计和受力分析。2.借助虚拟样机技术,运用运动学分析软件ADAMS对簇绒机传动机构进行运动学仿真分析,并将分析数据导入动力学分析软件ANSYS进行动力学分析。动力学分析过程中,主要对传动机构的细长轴进行了载荷分析。3.针对动力学分析结果,分别提出三种方案：重新设计长轴、重布局轴上连接点和增加轴承支撑。综合考虑方案的可实行性、复杂程度和改进后效果,选择最为方便、效果最好的一个方案优化即改进簇绒机上横箱结构。对新设计进行运动学仿真和动力学分析,将分析结果与原设计进行比较,验证改进设计效果。4.集中阐述模型从建立到分析过程中的缺陷以及对分析结果的影响大小。进一步说明本文提出的设计方案的不足以及对传动机构优化设计的展望。本文首先对簇绒机现有传动机构运动学仿真和动力学分析,得到轴受力变形情况。根据分析结果,重新设计上横箱结构,再次对轴进行动力学分析后,比较轴的受力情况,达到了簇绒机传动机构改进的目的。不足之处是没有结合轴的修改和结构布局的优点,进行整体优化。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-11
第一章绪论  11-20
  1.1 地毯生产发展的历史  11
  1.2 研究背景  11-12
  1.3 国内外研究现状  12-14
    1.3.1 国际簇绒机技术现状  12-13
    1.3.2 国内簇绒机技术现状  13-14
  1.4 簇绒机传动机构的研究现状  14-18
    1.4.1 簇绒机传动机构设计  14-16
    1.4.2 簇绒机轴系动力学问题  16-18
  1.5 课题的研究意义  18
  1.6 本文的研究内容  18-20
第二章簇绒机的机构研究  20-31
  2.1 簇绒机的构造  20-21
  2.2 簇绒机工艺流程  21-22
  2.3 簇绒机工作原理  22-23
  2.4 簇绒地毯的成圈工艺  23
  2.5 地毯簇绒机的成圈原理  23-25
  2.6 地毯簇绒机功能模块分析  25-27
    2.6.1 主机系统  25
    2.6.2 喂纱系统  25-26
    2.6.3 针床及其横动系统  26-27
    2.6.4 成圈系统  27
    2.6.5 底布喂入系统  27
  2.7 地簇绒机辅助设备  27-28
    2.7.1 纱线供应装置  27
    2.7.2 导纱管  27-28
    2.7.3 修补架  28
    2.7.4 成卷机构  28
  2.8 簇绒地毯的主要工艺指标  28-30
    2.8.1 针距  28-29
    2.8.2 针脚长度  29
    2.8.3 绒高  29
    2.8.4 簇绒速度  29-30
  2.9 本章小结  30-31
第三章簇绒机整机三维造型研究  31-41
  3.1 三维实体造型方法  31-33
  3.2 SOLIDWORKS软件特点  33-34
  3.3 建立三维模型特点  34-35
  3.4 簇绒机整机结构三维实体建模  35-36
  3.5 簇绒机传动机构  36-40
  3.6 本章小结  40-41
第四章机构动态仿真及动力学分析  41-57
  4.1 ADAMS软件功能的概述  41-43
    4.1.1 数据的输入与输出  42-43
  4.2 簇绒机传动机构的动态仿真  43-46
    4.2.1 建立几何模型  43-44
    4.2.2 施加约束副和驱动  44
    4.2.3 机构动态仿真及性能分析  44-46
  4.3 ANSYS功能概述  46-49
    4.3.1 ANSYS软件主要特点  46
    4.3.2 ANSYS环境简介  46-47
    4.3.3 有限元法的基本构架  47-48
    4.3.4 ANSYS架构及命令  48
    4.3.5 典型的分析过程  48-49
  4.4 簇绒机传动机构的动力学分析  49-56
    4.4.1 动态分析有限元法的特点  49
    4.4.2 动态分析有限元法的步骤  49-52
    4.4.3 簇绒机长轴动态分析  52-56
  4.6 本章小结  56-57
第五章簇绒机传动机构改进设计  57-63
  5.1 改进方案提出  57
  5.2 改进方案分析  57-58
  5.3 改进方案设计与分析  58-62
  5.4 本章小结  62-63
第六章总结与展望  63-65
  6.1 全文总结  63
  6.2 展望  63-65
参考文献  65-67
攻读硕士学位期间发表的学术论文  67-68
致谢  68

地毯簇绒机簇绒针传动机构动力学分析

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