高速喷气织机打纬机构的弹性动力学分析

论文摘要

喷气织机车速快、噪音低、效率高,在纺织业中应用广泛。本课题以WG2000型喷气织机的四连杆打纬机构为研究对象,着重对其进行动力学方面的研究。简要介绍了织机的打纬机构及其工作原理和性能要求,并在刚性体的假设下,对四连杆打纬机构进行进行了运动学分析。在考虑打纬机构弹性变形的情况下,应用有限元法建立了机构的弹性动力学模型,根据拉格朗日方程导出了机构的二阶变系数常微分方程组,并利用振型叠加法对该方程组进行了编程求解,计算了工况转速下打纬机构的前三阶固有频率。同时,讨论了结构参数和材料参数对机构固有频率的影响。在考虑运动副间隙的情况下,分析了打纬机构的动力学性能,用MLSD模型建立了含运动副间隙的打纬机构动力学方程,用解析法对方程进行了近似求解,并讨论了径向阻尼系数及径向刚度系数对间隙副反力的影响。研究表明:WG2000型喷气织机的四连杆打纬机构的运动符合引纬和打纬的工艺要求;在工况转速下产生谐振的可能性很小,机构设计合理、工作可靠。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 打纬机构简介
• 1.2.1 喷气织机打纬机构的相关概念和要求
• 1.3 连杆机构弹性动力学的研究发展
• 1.4 系统弹性动力学的建模及求解
• 1.5 含间隙机构动力学分析的研究现状
• 1.6 本文主要工作
• 第二章 打纬机构的简介和运动学分析
• 2.1 喷气织机打纬机构的简介
• 2.1.1 四连杆打纬机构
• 2.1.2 六连杆打纬机构
• 2.1.3 共轭凸轮打纬机构
• 2.2 WG2000 型喷气织机的打纬机构简介
• 2.3 WG2000 型喷气织机的四连杆打纬机构
• 2.3.1 工作原理和相关尺寸数据
• 2.3.2 摇杆 CD 质量计算
• 2.3.3 摇杆结构质心计算
• 2.3.4 摇杆转动惯量计算
• 2.4 四连杆打纬机构运动学分析
• 2.4.1 机构位移分析
• 2.4.2 机构速度分析
• 2.4.3 机构加速度分析
• 2.4.4 打纬机构运动性能分析
• 2.5 结论
• 第三章 打纬机构弹性动力学分析
• 3.1 弹性动力学简介
• 3.2 弹性四连杆打纬机构有限元方法建模
• 3.2.1 单元坐标和系统坐标
• 3.2.2 系统力和单元力
• 3.2.3 位移插值函数
• 3.2.4 单元位移函数
• 3.2.5 单元拉格朗日方程
• 3.2.6 系统运动方程
• 3.2.7 方程的求解
• 3.3 打纬机构动态性能分析
• 3.3.1 固有频率
• 3.4 机构参量的变化对固有频率影响
• 3.4.1 结构参量对固有频率的影响
• 3.4.2 材料参量对固有频率的影响
• 3.5 结论
• 第四章 考虑运动副间隙的打纬机构动力学分析
• 4.1 含间隙刚体机构的动力学分析
• 4.2 用 MLSD 推导动力学模型
• 4.2.1 以 MLSD 模型建立含运动副间隙的打纬机构动力学方程
• 4.4.2 含运动副间隙的打纬机构动力学方程的近似求解
• 4.3 讨论间隙副反力与间隙参数间的关系
• 4.4 结论
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间撰写的论文
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 致谢
• 详细摘要