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地毯簇绒机传动机构运动分析

作　者: 王吉
导　师: 李文斌
学　校: 太原理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 地毯簇绒机凸轮连杆机构 ADAMS 优化
分类号: TS103.336.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 82次
引　用: 2次
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内容摘要

随着科学技术的进步和制造水平的提高,地毯簇绒机的技术越来越先进,国外技术已经相对比较成熟,国内还没有形成具有自主知识产权的簇绒技术,主要靠引进国外簇绒装备。因此,簇绒技术国产化,是目前国内企业迫不及待要解决的问题,本文研究的对簇绒机传动机构的结构改进方案正是基于这个背景提出的。本文以研究簇绒机的传动机构机械结构为出发点,对传动机构进行了结构改进,并对改进后的结构进行了Pro/E三维建模和后续的ADAMS运动学仿真处理,通过ADAMS自带的优化模块进行了仿真后的参数化优化。主要研究内容有：1)在对传动机构进行结构改进的过程中,分析了传统的簇绒机传动机构结构的特点、簇绒工艺和机理以及国内外的研究现状。借助非简谐时间配合方式的簇绒工艺原理,用凸轮连杆组合机构对簇绒针的执行机构进行了结构改造。2)对改进的传动机构进行了三维建模。在对模型中的凸轮连杆组合机构设计的过程中,重点研究了从动件(即簇绒针)的运动规律和特点,对凸轮的设计过程进行了详细的阐述。3)借助虚拟样机技术,运用运动学分析软件ADAMS对改进的簇绒机传动机构进行了运动学仿真分析以及参数化优化处理。仿真分析过程中,对传动机构的末端件,即簇绒针和成圈钩进行了位移、速度、加速度分析,仿真曲线规律图和理论设计的十分吻合,达到了预期的目的。在参数化分析过程中,建立了虚拟凸轮连杆机构的模型,对簇绒针传动机构的关键结构作了尺寸优化,优化后的连杆机构使从动件簇绒针的加速度大大降低。本文在对簇绒针的执行机构进行结构改进后,通过ADAMS运动学仿真分析后,改进的结构在时间配合上很好地满足了簇绒工艺的要求。在对关键尺寸进行优化后,目标函数簇绒针的加速度变得非常小,达到了优化的目的。不足之处是没有对整机结构进行尺寸优化,这方面的研究工作具有十分重大的意义。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-21
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-17
    1.2.1 簇绒技术的研究现状  12-13
    1.2.2 簇绒机传动机构的研究现状  13-16
    1.2.3 凸轮连杆机构的研究现状  16-17
  1.3 地毯簇绒机簇绒工艺的时间配合问题  17-19
  1.4 课题的研究意义  19
  1.5 研究内容及主要工作  19-21
第二章簇绒机结构研究  21-32
  2.1 簇绒机的工作原理  21-22
  2.2 簇绒工艺流程及机理  22-26
    2.2.1 簇绒工艺流程  22-24
    2.2.2 地毯簇绒机的成圈原理  24-26
  2.3 簇绒机整机功能模块与结构组成分析  26-29
    2.3.1 主机系统  27
    2.3.2 喂纱系统  27-28
    2.3.3 针床及其横动系统  28-29
    2.3.4 成圈系统  29
    2.3.5 底布喂入系统  29
  2.4 簇绒辅助设备及其功能  29-31
    2.4.1 纱线供应装置  29-30
    2.4.2 导纱管  30
    2.4.3 修补架  30
    2.4.4 成卷机构  30-31
  2.5 簇绒机的主要工作参数  31
    2.5.1 针距  31
    2.5.2 针迹数  31
    2.5.3 绒高  31
    2.5.4 簇绒速度  31
  2.6 本章小结  31-32
第三章簇绒机凸轮机构的设计  32-39
  3.1 从动件运动规律的比较  32-35
  3.2 从动件运动规律的选取  35-36
  3.3 簇绒机凸轮机构的设计  36-38
  3.4 本章小结  38-39
第四章簇绒机传动机构三维建模  39-49
  4.1 凸轮实体的建模  40-44
  4.2 簇绒机传动机构三维系统装配树和实体模型  44-48
    4.2.1 传动机构装配树  44-45
    4.2.2 传动机构三维模型  45-48
  4.3 本章小结  48-49
第五章基于Adams的机构运动学仿真分析  49-62
  5.1 Adams软件的概述  49-50
  5.2 模型导入研究  50-52
    5.2.1 版本间的匹配问题  50
    5.2.2 Mechanism/Pro模块  50
    5.2.3 设置问题  50-51
    5.2.4 数据的输入和输出  51-52
  5.3 机构仿真分析  52-61
    5.3.1 模型的建立  53-56
    5.3.2 添加约束和驱动  56-57
    5.3.3 运动学仿真  57-61
  5.4 本章小结  61-62
第六章参数化分析  62-73
  6.1 ADAMS参数化分析简介  62-64
  6.2 优化计算方法探讨  64-66
    6.2.1 协同优化算法  64-65
    6.2.2 多主体优化系统  65
    6.2.3 遗传算法  65-66
  6.3 数学模型的建立  66-70
    6.3.1 目标函数  67-68
    6.3.2 设计变量  68-69
    6.3.3 约束条件  69-70
  6.4 结果优化分析  70-72
  6.5 优化总结  72-73
第七章全文总结与展望  73-75
  7.1 全文总结  73-74
  7.2 展望  74-75
参考文献  75-79
致谢  79-81
攻读硕士学位期间发表的学术论文  81

地毯簇绒机传动机构运动分析

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