基于旋转原理的电子多臂机研究

旋转式多臂机作为目前最为先进的高速开口装置，其先进的技术和优良的机构特征为开发高速化、柔性化织机提供了不可或缺的配套。ZGT98型多臂机作为当前最典型的一种旋转式电子多臂机，深入研究其传动原理和必要的机构改进当可为开发更加高速化织机提供一定的理论依据和参考。本文从机构分析角度，对该机型作了较全面的研究探讨。具体包括从对多臂机研究状况的综述，到机构传动基本原理的分析，主传动机构二维、三维模型的建立及初步仿真，再到运动学、动力学建模及仿真分析，最后还做了关键构件的有限元分析研究，其中还涉及到机构中最为主要的两对共轭凸轮的反求设计。针对典型的ZGT98型旋转式电子多臂机结构，本文分别对其进行了选综机构、提综机构及主轴旋转变速机构的传动原理分析，并对主传动相关构件进行二维、三维建模分析，以及进一步的仿真研究。在运动学研究上，本文依据机构的合理简化，以矢量三角形法，通过对四种矢量三角形的详细求解分析，分别建立凸轮单独作用和连杆单独作用的两种运动学模型，并作了相关的运动学求解。在凸轮机构运动学方面，本文对选综共轭凸轮进行了基于MATALB下的反求设计，并考虑惯性负荷影响对前后设计进行了计算分析；在提综共轭凸轮反求中，根据连杆机构运动分析及相关程序编制，取得相关构件的位置参数规律，得出提综凸轮机构从动件摆臂运动规律，从而可以设计出更优良的高速凸轮外轮廓线。为考虑构件弹性变形对机构的运动影响，本文对选综和提综机构分别建立了两大机构的弹性动力学模型，并从等效转化模型思路对各个模型进行了动力学模型简化和求解，分析动力学响应规律。考虑构件的应力应变，通过MATLAB数据后处理功能和相关计算，合理获取构件外载荷状况，并应用有限元方法分别对选综共轭凸轮、提综共轭凸轮、提综臂三个最为典型的构件作应力应变分析。上述工作及成果对相关机构的进一步改良提供了一定的理论依据和设计参考。