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纺织与服装加工企业往往需要将成卷的布匹按规定的长度和层数平铺在一个平台上,通常由收卷铺平机完成这项工作。针对目前国内收卷机自动化程度不高和国外全自动等长收卷机昂贵的问题,本文设计了一款全自动等长收卷机,来提高工作效率,其主要研究工作及成果如下:1、对全自动等长收卷机的主动力系统、传动系统及伺服系统、支承轴系、蜗杆系统及盘杆系统等机械结构进行详细设计;建立了全自动等长收卷机收卷过程中张力的数学模型及张力控制系统;设计了收卷机控制系统并给出了收卷机变频调速的控制接线图和收卷机直径微调控制系统的接线图,最终完成了全自动等长收卷机控制系统的设计。2、本文首先用Solidworks建立了收卷机的三维模型,然后用ADAMS建立了收卷机的多刚体模型,在ANSYS中建立关键零件支承轴的有限元模型,求解其模态属性,然后将输出的模态中性文件导入到ADAMS中生成对应的柔性体。用生成的柔性轴替换刚性支承轴,完成该收卷机刚柔耦合动力学模型的建立,为后续的研究工作打下基础。3、对收卷机多刚体模型,利用ADAMS对收卷半径总体调节和收卷半径的微量调节的两个过程进行了运动学分析,仿真分析结果表明:在收卷半径总体调节的过程中,收卷半径能够实现从R2000mm至R1500mm之间变化;在收卷半径的微量调节过程中,能实现每卷绕4层布,自动调节收卷半径减小4层布厚,并且能实现半径的平稳微调,但是发现在收卷半径总体调节中半径微调不平稳,出现冲击振动和120度蜗轮转角利用率过低的问题。针对此问题,对收卷机盘杆系统采用参数化的方法建立简化模型的参数化模型并进行设计改进,最后半径变化的线加速度绝对值的平均值减小了67.35%,蜗轮的利用率提高了36%。4、通过收卷机刚柔耦合模型仿真分析,其柔性支承轴动应力分析数据结果表明支承轴强度不足;依据动应力数据分布对支承轴进行整体及局部结构进行改进设计,支承轴最大扭转切应力由56.933Mpa减小到16.126Mpa,减小幅度为71.6%,降低扭转切应力效果十分显著,最终满足支承轴强度要求。5、在Adams和Simulink中建立联合控制仿真模型,采用自整定模糊PID控制算法对其进行联合控制仿真,验证收卷机机械系统设计的可靠性和收卷机机械系统与控制系统之间的耦合特性。仿真结果表明:收卷机能够满足工作的需求,同时收卷机机械系统与控制系统之间的耦合特性良好。