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随着人们生活质量和环保意识的提高,具有美观、透气、柔韧、易分解、可循环再用等特点的无纺布鞋套的需求量日益增长。然而目前的生产方式仍然以传统的手工制作为主,生产成本高、效率低,劳动强度大,难以满足市场需要。本课题组研究的全自动无纺布鞋套机,将很好的解决上述难题,具有很大的市场前景和经济效益。无纺布鞋套机夹具是全自动无纺布鞋套机的重要组成部分,在整个生产工艺过程中主要起定位、夹紧和传送的作用。通过四个夹具同时使用的循环工作方式,使鞋套的出料周期大大缩短,鞋套机的生产效率显著提高。本文结合新型全自动无纺布鞋套机的设计原理与功能要求,进行无纺布鞋套机夹具的设计与研究。(1)介绍全自动无纺布鞋套机和弹性势能夹具的工艺原理和结构方案,根据鞋套机的结构参数和技术指标,完成夹具中的零部件尺寸计算和结构设计;运用SolidWorks软件,建立夹具中各零部件的三维建模,并完成夹具整体模型的装配和干涉检测。(2)在本研究中提出了一种弹性势能驱动可折叠机构的设计方案,并对可折叠机构进行动力学分析。通过对可折叠机构力学模型的简化,运用多刚体动力学理论的拉格朗日方法建立其动力学方程,并采用MATLAB对方程进行数值求解,得到其运动特性;运用SolidWorks motion对系统进行运动仿真分析,得到机构的相关运动曲线,理论结果与仿真结果基本一致,验证了折叠机构展开过程的理论模型的正确性。同时,进行折叠机构缓冲过程的仿真分析,确定了折叠机构展开后的稳态位置。(3)通过有限元分析法对弹性势能夹具中的关键零部件进行分析,运用ANSYS软件对螺母块、下夹板和支撑框架进行刚强度校核,得到其应力应变数据,并对支撑框架进行模态分析,为样机工作频率的确定提供参考。(4)通过对夹具开合过程的模型简化,运用ADAMS对夹具中的螺旋升降机构进行仿真分析,验证了机构的运动特性。本文研究的弹性势能夹具在虚拟样机上达到了预期的功能要求,为搭建物理样机做了充分准备,同时,为全自动无纺布鞋套机进一步开发研究奠定了一定的基础。