基于自由曲线的共轭凸轮打纬、引纬机构反求及参数化设计

论文摘要

在中国纺织工业快速发展背景下,中国纺织机械借势崛起,经过多年的发展,已经形成比较完整的产业链。随着服装行业的迅速发展,国民消费的提高,织造行业迎来了很大的机遇,对高性能的剑杆织机需要越来越迫切。与国外的剑杆织机相比,国内的产品的技术含量低,自动化程度和生产效率较低,创新性、可靠性和稳定性较差。许多高新技术主要依靠引进,而且引进的技术难以达到国际领先水平,在同类产品市场中无明显的竞争优势,这大大的限制了我国织机工业的发展。本文拟对剑杆织机的设计方法进行研究,缩短剑杆织机的研发时间,这对我国剑杆织机的发展有着重要的意义。本文以剑杆织机共轭凸轮打纬、引纬机构为对象,对其进行建模、反求设计、模拟仿真和实验分析,并建立参数化设计模型,为产品的系列化设计奠定基础。主要研究内容和结果如下:1)依据打纬、引纬工艺条件,提出了新型打纬、引纬机构运动学曲线,建立了打纬机构和引纬机构的反求模型,求解出离散型共轭凸轮廓线,并编制了通用的共轭凸轮打纬、引纬机构运动学仿真和反求设计软件。2)本文建立了最小二乘法NURBS曲线拟合模型,对离散型共轭凸轮廓线进行拟合计算,保证了共轭凸轮廓线的保凸性和光顺性。3)针对传统打纬、引纬机构存在的设计理念缺陷,本文使用VB.NET平台,对UG进行二次开发,实现参数化设计,缩短打纬、引纬机构的系列化设计与校核的时间,提高产品设计效率。4)研制了共轭凸轮打纬、引纬机构的试验台,利用该试验台,采用高速摄像及其视频分析技术验证了所建立的运动学模型是可靠的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.1.1 国内纺织工业发展形势
• 1.1.2 国内纺织机械的状况
• 1.1.3 国内剑杆织机行业状况及存在的问题
• 1.1.4 研究的目的与意义
• 1.2 引纬、打纬机构的国内外研究现状
• 1.2.1 打纬机构的研究现状
• 1.2.2 引纬机构的研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 新型打纬、引纬运动规律的提出及机构反求模型的建立
• 2.1 打纬、引纬常用运动规律及存在问题
• 2.1.1 打纬常用运动规律及存在的问题
• 2.1.2 引纬常用运动规律及存在问题
• 2.2 基于Hermite 多项式的打纬、引纬运动学方程的建立
• 2.2.1 打纬运动学曲线方程的建立
• 2.2.2 引纬运动学曲线方程的建立
• 2.3 共轭凸轮打纬、引纬机构反求模型的建立
• 2.3.1 共轭凸轮打纬机构反求模型的建立
• 2.3.2 共轭凸轮引纬机构反求模型的建立
• 2.4 基于VB 的打纬、引纬机构参数反求与运动学仿真软件的编写
• 2.4.1 软件的功能分析及框图
• 2.4.2 各项功能实现及使用
• 2.5 基于Hermite 多项式运动规律在打纬、引纬机构中的应用
• 2.5.1 在打纬机构中的应用
• 2.5.2 在引纬机构中的应用
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于自由曲线的共轭凸轮廓线表达方法研究
• 3.1 共轭凸轮机构概述
• 3.2 NURBS 曲线重构的基本算法
• 3.2.1 相关的基础理论与术语
• 3.2.2 NURBS 曲线重构的整体逼近法
• 3.2.3 NURBS 曲线的矩阵表示
• 3.3 基于NURBS 曲线共轭凸轮廓线表达
• 3.3.1 节点向量的确定
• 3.3.2 拟合函数的构造
• 3.3.3 非均匀有理B 样条权函数的确定
• 3.3.4 最小二乘法求解控制点
• 3.3.5 打纬主凸轮廓线拟合实例
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于UG 和VB.NET 的打纬、引纬机构参数化设计
• 4.1 参数化设计
• 4.2 基于UG 的打纬、引纬参数化设计
• 4.2.1 打纬、引纬机构共轭凸轮自动建模
• 4.2.2 打纬、引纬机构其他部件的参数化建模
• 4.2.3 打纬、引纬机构参数化设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 打纬机构的试验研究
• 5.1 共轭凸轮打纬机构试验台的研制
• 5.1.1 传动方案的确定
• 5.1.2 共轭凸轮的研制
• 5.1.3 整机的研制及调试
• 5.2 打纬机构运动学试验
• 5.2.1 试验设备
• 5.2.2 试验方法及步骤
• 5.2.3 打纬筘座运动学测试与分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录