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织机共轭凸轮打纬机构弹性动力学设计及整体系统动力学分析

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摘要

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 剑杆织机打纬机构概述

1.2.1 剑杆织机概述

1.2.2 打纬机构作用和工艺要求

1.2.3 打纬机构分类

1.3 凸轮机构概述

1.3.1 凸轮机构的基本结构和功能

1.3.2 凸轮机构的分类

1.4 剑杆织机共轭凸轮打纬机构

1.4.1 工作原理

1.4.2 筘座运动规律

1.4.3 凸轮打纬机构的动态问题

1.5 本章小结

第二章 打纬机构运动曲线分析及凸轮弹性动力学设计

2.1 对象背景

2.2 原始设计数据参数还原

2.2.1 反求设计概述

2.2.2 求解凸轮理论轮廓线

2.2.3 数学模型的建立

2.2.4 利用MATLAB编程

2.2.5 数据拟合

2.3 接触理论

2.3.1 Hertz接触理论

2.3.2 佩尔森接触理论

2.4 凸轮机构弹性动力学设计

2.4.1 凸轮机构弹性动力学概述

2.4.2 建立凸轮动力学模型

2.4.3 单自由度弹性动力学设计方程

2.4.4 参数的确定

2.4.5 凸轮轮廓线解析设计

2.5 本章小结

第三章 打纬机构主传动系统动力学扭转模型的建立

3.1 机械动力学介绍

3.1.1 机械系统动力学研究内容

3.1.2 建立动力学模型的原则

3.2 齿轮传动弹性动力学

3.2.1 齿轮传动弹性动力学概述

3.2.2 齿轮传动的动态激励

3.2.3 直齿圆柱齿轮的扭转振动模型

3.2.4 直齿圆柱齿轮传动的弯曲—扭转振动模型

3.2.5 齿轮传动力学发展动态综述

3.3 打纬机构主传动系统装置

3.4 传动系统的模型建立

3.4.1 电机—减速器—凸轮传动系统的力学模型和数学模型

3.4.2 凸轮—从动件系统数学模型

3.5 模型参数的计算

3.5.1 转动惯量

3.5.2 扭转刚度

3.5.3 啮合刚度

3.6 本章小结

第四章 齿轮减速器—打纬机构系统动力学仿真

4.1 机械系统虚拟样机建模流程

4.1.1 虚拟样机建模流程

4.1.2 系统动力学模型的建立

4.2 系统虚拟样机的建立

4.2.1 间隙的处理

4.2.2 非线性刚度的处理

4.2.3 阻尼参数的确定

4.3 共轭凸轮机构的动态特性分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢

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摘要

随着社会的发展,人们对织机的车速及整机的稳定性要求越来越高。而在应用较为广泛的剑杆织机中,由于共轭凸轮能够更好的实现从动件的运动规律以及它的动态性能好等特点,其越来越多的被应用于高速织机中。由于打纬机构又是织机的主要振动来源,所以这些年来,如何提高车速同时减低织机的振动成为人们越来越关注的焦点。
  本文利用反求设计并结合现代测量技术还原国外原始凸轮的轮廓,并利用大型数学软件MATLAB和相关几何数学模型反推出并拟合出其从动件的运动规律。然后基于凸轮机构弹性动力学理论,建立起了共轭凸轮打纬机构的单自由度动力学模型,并推导出其数学模型。并利用经典的赫兹接触理论及佩尔森接触理论确定机构中接触刚度数值。从而在MATLAB中编程重新设计出两个凸轮的轮廓曲线。
  本文结合齿轮传动弹性动力学及系统动力学理论建立起包括减速器和共轭凸轮打纬机构整体动力学模型,并推导出数学理论模型。利用三维设计软件SolidWorks进行三维建模,然后将三维模型导入动力学分析软件ADAMS中建立虚拟样机并进行动力学分析。同时在仿真过程中引入凸轮—滚子的变刚度系数,使仿真更加符合实际情况。
  整个研究工作为共轭凸轮的凸轮设计及系统动力学分析提供了理论基础和分析方法,为以后的设计及更精确的分析提供了思路。

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