多臂机选综系统运动学分析与凸轮再设计

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多臂机作为织造过程中的主要开口设备,在现代织机中得到了越来越广泛的应用。选综系统作为多臂机的核心组件,直接影响织机运行过程的平稳性、可靠性和织造质量。本文以旋转式多臂机选综系统为研究对象,对影响多臂机工作的重要组件选综系统进行了研究分析。基于高副低代的原理,把共轭凸轮和摆臂的运动简化为曲柄摇杆运动,将吸铁摆杆和信号摆杆的运动简化为曲柄滑块运动。为提高旋转式电子多臂机机械运动的可靠度,对选综系统进行运动学分析。对选综系统的运行机理进行详细研究,基于整体分析法和复数矢量法,对关键构件进行高副低代,建立多臂机选综系统的运动学模型并进行运动学分析。采用VB.NET进行编程,求出各构件角位移、角速度、角加速度随主动凸轮转动的规律,实现吸铁摆杆运动规律的数值求解。运用Solid Works软件建立选综系统的三维模型,通过Solid Works Motion进行吸铁摆杆运动规律的运动仿真,获得吸铁摆杆的运动规律的仿真结果。将吸铁摆杆运动规律的数值求解结果与仿真结果进行比对,验证数学模型及运动规律的正确性和可靠性。由于测绘获得的凸轮廓线产生吸铁摆杆的运动学规律不理想,特别是速度、加速度突变、波动明显。为此,提出了凸轮廓线的再设计方法。为了进行选综凸轮廓线的再设计,选用7次多项式和摆线运动曲线作为吸铁摆杆运动段的运动规律,设计出了符合工作要求的凸轮。验证了设计方法的正确性。从机构动力学角度出发,探索多臂机选综系统的内在本质特性。针对考虑柔性作用的选综系统推导了非线性动力学模型,运用二阶Runge-Kutta法对相应的求解方法进行研究,给出具体的分析步骤和计算过程;探究了凸轮廓线对选综系统吸铁摆杆的动力学行为影响,获得了吸铁摆杆运动规律的动力学行为。结合多臂机与织机相互配合原理,设计并开发了多臂机选综系统性能测试台。实验研究多臂机选综凸轮驱动下的吸铁摆杆动力学行为,开展利用实验方法得到多臂机选综系统振动响应形式的定性描述方法。实验采集多臂机振动响应信号,验证理论分析结果,并对所建模型进行修正及验证理论计算的正确性提供实验依据。
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