變導(dǎo)程螺旋引緯機(jī)構(gòu)綜合及動(dòng)力學(xué)仿真.pdf

1、變導(dǎo)程螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于航天軍工、紡織設(shè)備、資源開采設(shè)備、醫(yī)療器械，隨著自動(dòng)化設(shè)備向高速化、精密化發(fā)展，這給螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提出了更高的要求。隨著國內(nèi)數(shù)控加工技術(shù)的進(jìn)步，已經(jīng)可以生產(chǎn)出符合特殊要求的變導(dǎo)程螺桿。一方面為了推廣變導(dǎo)程螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在各領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展，另一方面鑒于采用變導(dǎo)程螺旋引緯的高檔劍桿織機(jī)國內(nèi)還沒有完全自主研發(fā)制造的現(xiàn)狀。本文擬以變導(dǎo)程螺旋引緯機(jī)構(gòu)為研究載體，通過理論分析和虛擬樣機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。并進(jìn)一

2、步針對(duì)理想剛體模型、剛?cè)狁詈夏Ｐ吞接懥碎g隙與柔性的影響。主要工作內(nèi)容與成果如下:
　　1)建立螺旋引緯機(jī)構(gòu)的一般運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，通過MATLAB程序得到等導(dǎo)程狀態(tài)下的引緯特性曲線，分析其不足之處，指出在高速情況下采用變導(dǎo)程螺旋傳動(dòng)的必要性?；谝环N變異梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律提出一種系統(tǒng)性設(shè)計(jì)劍桿位移特性曲線的方法。根據(jù)實(shí)際引緯工況要求，綜合考慮了劍桿加速度峰值、速度峰值和緯線交接區(qū)域的臨界點(diǎn)速度選取了最優(yōu)方案參數(shù)。最優(yōu)參數(shù)時(shí)的劍桿表現(xiàn)出了

3、良好的引緯性能。
　　2)利用設(shè)計(jì)出的劍桿位移特性曲線及引緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系，基于MATLAB的曲線擬合工具箱得到變導(dǎo)程螺旋桿軸向位移關(guān)于螺旋桿轉(zhuǎn)角的方程，進(jìn)而得到螺旋線的坐標(biāo)方程。為了方便漸變導(dǎo)程的螺旋桿的加工制造，基于自由曲線逆向細(xì)分工程的概念，將螺旋線的平面展開線逆向分解重構(gòu)。最終實(shí)現(xiàn)了通過幾段等導(dǎo)程的螺旋線等效替代原先的漸變導(dǎo)程螺旋線，重構(gòu)后的螺旋線能夠在給定的逼近精度下可以進(jìn)行良好的等效替代，大大降低了變導(dǎo)程螺旋桿的工藝難

4、度和制造成本。
　　3)為了提高引緯機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和精度，需要將柔性構(gòu)件和間隙的影響考慮在內(nèi)。聯(lián)合ANSYS和ADAMS建立螺旋引緯機(jī)構(gòu)的剛?cè)狁詈夏Ｐ?，通過ADAMS進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，在剛性系統(tǒng)和剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)中分別分析了旋轉(zhuǎn)鉸間隙對(duì)劍桿輸出特性曲線的影響;在對(duì)仿真數(shù)據(jù)的觀察中發(fā)現(xiàn)了相當(dāng)比例的噪聲信號(hào)，為了消除噪聲信號(hào)的影響，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)中上下四分位數(shù)和中位數(shù)來識(shí)別替換異常值;在綜合考慮間隙和柔性構(gòu)件的影響時(shí)，利用減噪后的加速度曲線與理想