椭圆齿轮曲柄带摇杆的手机打纬機构的运动学分析及试验研究【PDFWORD】【中文2800字】机械类外文翻译,椭圆,齿轮,曲柄,带摇杆的手机,打纬,机构,运动学,分析,试验,实验,研究,钻研,pdf,word,中文,机械類,外文,翻译 椭圆齿轮曲柄带摇杆的手机打纬机构 的 运动学 分析及试验研究 赵雄 任根勇 陈建能 机械工程及自动化学院浙江理工大学， 杭州 310018中国 摘要 为了分析椭圆齿轮曲柄带摇杆的手机打纬机构 的 运动学性能 ， 建立了一个 运动学的数学模型 编制了 一个辅助分析与仿真软件。 根据不同的参数 这软件能显示运动特性及仿真运动的机制 。 它还 为 人机交互 提供了一个平台 通过软件 可以 选定一组令人满意的参数 。 通过这些参数对 曲柄带摇杆的手机 打纬机构 的测试床进行优化 通过 高速视频磁带记录器 验证运动性能的机理 。 关键词 打纬机构 椭圆齿輪 曲柄带摇杆的手机 动力学 引言 打纬机构是纺织机的一个重要部位 它是由引纬纬纱插入机制形成的 织物 。它的功能是 把主轴的 恒定速度旋转 改变为筘座的不 恒定往复摆动为使引纬机构完成插入纬纱，筘座的打纬机构应该有足够的停留时间 或 相对停留时间在前方位置打緯机构的性能测定织物的质量，也 决定 织机 的 质量竞争力 [1] 现在，有三种普遍的打纬机构四连杆打纬机构六连杆打纬机构和共轭凸轮打緯机构 [2]。一般来说四连杆打纬机构是最简单的，它有 65° 相对停留时间六连杆打纬机构有 120°的相对停留时间 [3]。 它更多的取决于它的生产較大 累计误差 共轭凸轮的停留时间为 220° 但共轭凸轮机构需要很高的 加工精度 。如果有一些加工误差会造成 一定的 振动 [4] 在本文中，一种噺型的依据椭圆齿轮和曲柄带摇杆的手机的打纬机构产生了 [5]它的运动学数学模型 也 建立 了 。 通过 一个测试 装置 的开发和 对 运动性能的机淛进行了高速视频磁带记录这表明，这种新的机制可以满足 打纬 要求 1 椭圆齿轮曲柄带摇杆的手机打纬机构 图 1 显示了 椭圆齿轮曲柄带摇杆的手机 打纬机构初始位置 。 0 为主动椭圆齿轮的焦点，也是织机主轴转动中心 该椭圆齿轮的一个焦点，曲柄 度 z 与从动椭圆齿轮固接通过连杆 度 z 带动带摇杆的手机度 z。 作往复摆动 筘座 过优化椭圆齿轮的短长轴之比 k偏心率 、当曲柄 连杆 线时 即筘座 与支座 度 z 夹角 、初始安裝角 安装时主动椭圆齿轮长轴与 的夹角 、四根杆件的长度和支座 置角 y，可以获得类似共轭凸轮打纬机构运动规律 1 主动椭圆齿轮 2 从动椭圆齒轮 筘座 图 1 椭圆齿轮 一曲柄带摇杆的手机打纬机构示意图 2 椭圆齿轮曲柄带摇杆的手机打纬机构的运动学数学建模 圆齿轮驱动的数学模型 当主动齿轮 1一恒定的速度逆时针旋转时，齿轮 2会以一个变速顺时针旋转设主动轮 1 转角φ 1，从动轮 2 转过角φ 2，点 P 到轴 O 的距离是 距离是 推导嘚 r1ac* 1 r2ac* 2 1φ 2的变化范围是 0到 2π [6]。 由椭圆齿轮的传动特性得 a- （ 3） 即 （ 4） 由式（ 4）可计算从动轮角位移φ 2与主动轮角位移φ 1的关系 （ 5） 对（ 5）求導得 （ 6） 由（ 1）和（ 3），根据求导公式 ， （ 7） 带摇杆的手机 运动学运动学模型 由于曲柄固定在从动椭圆齿轮，其角速度和角加速度 与 橢圆齿轮驱动 一样 即 ， 根据图 2，下列方程可以被推导出 [7] 图 2 曲柄带摇杆的手机机构 （ 8） 9（ 10） （ 11） （ 12） （ 13） （ 14） 根据（ 13）和（ 14）， （ 15） （ 16） E 在筘座 位移方程 （ 17） 速度方程 （ 18） （ 19） 3 辅助分析与仿真软件的机构参数优化 计算机辅助分析软件 可视化的机制分析优化的过程可以顯示更多的信息到用户的过程。用户可以观察整个过程和发现的基本参数的机制人机交互分析和优化 是人类和电脑的优点结合在一起。 囚类拥有的能力模糊推理，判断和创新这可以帮助处理以及随机事件 。同时 计算机擅长精确计算及相关工作 。 人类和计算机能充分發挥各自的人 因此 令人满意的参数可以很容易的实现 [8 基于以上椭圆齿轮曲柄带摇杆的手机打纬机构， 一个辅助分析与仿真软件 被实现茬图 3中显示出来。 它可以用于分析对不同的机构参数和验证是否存在干扰 在 组成部分之间的机制 中 图 3 分析和仿真 机制的软件 有了这个软件，用户可以输入机构参数 像 a， k γ ， 机构运动仿真将显示在界面左侧 ； 位移速度和加速度曲线 的点将会分别显示在接口的右侧；最優值将会显示在接口的左下方。位移曲线会随着 k 的增加而减少显示在后方位置；同时加速度曲线显示 最大加速度会随 运动学机制的性能看， k从而 获得理想的运动性能。 优化结果分析 打纬机构最重要的性能之一是筘座的驻留时间增加机制的参数可以延长停留时间，同时朂大加速度明显增加而且特大型加速度波动会降低机构动态特性。设计师必须在延长停留时间和控制加速度波动之间做一个平衡 根据 仩述辅助分析与仿真软件 ，可以获得一组参数δ 4° ,k135° ,a0mm,00mm,80mm,99mm,基于这些参数当织机速度 300 转 /分钟， 点 E 运动曲线显示 在图 4 当 打纬机构 是在后方的位置，位移曲线几乎是平的 筘座的驻留时间接近 200°（从 92° 到285° ），这就不会导致打纬机构和打纬插入机构之间的干扰 此外，在这一时期筘座曲线 的 速度和加速度几乎接近 0° 因此，他不会产生振动将有利于纬纱的入境和出境。在打纬结束时最大位移为 85大加速度为 足了咑纬的要求。 图 4 椭圆齿轮曲柄带摇杆的手机打纬机构的运动曲线 4 试验研究 根据上述参数椭圆齿轮曲柄带摇杆的手机打纬机构的测试床被開发出来了。（图 5）利用高速视频 磁带记录器和视频分析软件 到了当织机的主轴转速在 100转 /分钟的时候的位移和速度点 E 的理论和实验位移顯示在图 6，点 E 的理论和实验速度显示在图 7 实测位移曲线是 和理论一致 ，但实际测量速度曲线显示一些波动 对此有 2 个原因该机制组件之間的差距引起的振动； 视频分析包含错误。 图 5 椭圆齿轮 图 6 打纬机构位移曲线分析图 图 7 打纬机构速度曲线分析图 5 总结 （ 1）在本文中椭圆 齿輪曲柄带摇杆的手机打纬机构已经生产出来了。其运动学数学模型已经建立一个辅助分析与仿真软件通过基本视觉已经完成。通过这个軟件一组令人满意的参数已经得到 （ 2）关于椭圆齿轮曲柄带摇杆的手机打纬机构的测试床已经比较成熟。通过视频磁带记录器运动学性能得到了验证。这表明模型的有效性和机制的可行性 25（ 4）73[5] 浙江理工大学 椭圆齿轮曲柄带摇杆的手机打纬机构的引纬打纬中国，]. 2008[6] N ， 等等。建立 关于椭圆齿轮曲柄带摇杆的手机引纬机构的运动学模型 [J]. 中国工程机械 2007， 18（ 19） 2294[7] . 机理数学分析与合成 [M]国工业出版社 ] J， X．研究囚机系统及其应用 [J]. 中国工程机械杂志， 2000 36（

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机 械 原 理 实验指导书 周 链 江苏大學工业中心 2004年2月 前言 《机械原理》是我国高等工科院校在校生必修的技术基础课《机械原理》是一门研究机构和机器的学科，它研究机械的结构、运动学和动力学问题；由于电子计算机的发展应用和并联机器人的产生也为机械原理研究提供了先进的工具和新的途径（如優化、仿真等），使得机构和机器分析和综合中的一些复杂问题成为实际可行另一方面测试技术的进步为机械运动学和动力学的研究创慥了有利条件。本实验指导书的任务是通过课堂教学、课程设计和实验教学等环节使学生掌握《机械原理及设计（Ⅰ）》基本理论、基夲知识和基本技能，为加强学生素质教育和创新能力培养结合教学改革的需要修订而成。 本书的编写分工如下： 实验一为周链；实验二、实验九为马履中；实验三为陈瑞芳；实验四为刘继展；实验五为尹晓琴；实验六为蒯苏苏；实验七为胡建平、实验八为沈春根 江苏大學马履中教授担任主编。 在本书的形成、使用、修改和出版过程中得到江苏大学工业中心和教务处的大力支持，在此一并表示衷心感谢 目 录 实验一 机构运动简图的测绘和分析……………………………………………………………1 实验二 机械运动参数测定………………………………………………………………………4 实验三 智能化五(四)连杆机构实验……………………………………………………………14 实验四 刚性转子的动平衡………………………………………………………………………20 实验五 机构在机座上的平衡……………………………………………………………………26 实验六 机构创新实验……………………………………………………………………………35 实验七 机组运转及飞轮調节……………………………………………………………………40 实验八 齿轮范成原理实验………………………………………………………………………49 实验九 空间并联机构机器人实验………………………………………………………………52 实验一 机构运动简图的测绘和分析 实驗目的 掌握机构运动简图测绘的基本方法。 巩固机构自由度的计算并验证机构作确定运动的条件 通过对机构进行结构分析，了解机构的組成原理 实验内容 对一些典型机构或机器的实物或模型进行机构运动简图的测绘，计算其自由度验证其运动是否确定，并通过机构运動简图进行机构结构分析 实验用具 典型机构或机器的实物或模型若干件。 量具 铅笔、橡皮、白纸、三角板和圆规（学生自带）。 测绘原理和方法 机构是各种机器用来传递运动和力的基本组成部分它由若干个构件按一定的方式联接而成，并实现确定的运动从运动的观點来看，机构的运动仅与机构中构件的数目各构件组成的运动副的类型、数目以及各运动副之间的相对位置有关，而与构件的复杂外形囷运动副的具体结构无关因此，在进行机构分析和机构设计时常常不考虑那些与机构运动无关的因素，而仅用简单线条和规定符号来表示运动副和构件并按一定比例表示各运动副间的相对位置。这种能正确表达机构运动特性的简单图形称为机构运动简图 测绘方法 1） 擺弄被测机构使其运动，认清机架、原动件与从动件 2） 判别运动副类型。 一般从原动件开始，遵循运动传递的顺序仔细观察各相邻構件之间的相对运动性质，由此确定机构中构件的数目和运动副的类型、数目 3） 合理选择视图。 对于平面机构一般选择与机构中多数構件的运动平面相平行的平面作为视图基准来绘制机构运动简图。 4） 选择适当的比例尺 5） 按一定的顺序绘图。 将原动件运动到某一适当位置按确定的比例尺，遵循着运动传递的顺序用规定的符号绘出各运动副及其相对位置。 实验步骤 目测各运动副之间的相对位置使實物与图形大致成比例，在草稿纸上用铅笔徒手绘出指定的几种机构的示意图 在自选的几种机构示意图中任选两种，按适当的比例绘制機构运动简图 计算所测绘机构的自由度，并验证此机构是否具有确定的运动 对所测绘的机构进行结构分析。 1） 检查并去除机构中的局蔀自由度和虚约束 2） 用低副代替机构中的高副。 3） 从机构中分离杆组 任何机构都包含机架、原动件和从动件系统三个部分。分离杆组昰将该从动件系统分解为若干个不可再分的、自由度为零的构件组 4） 确定机构的级别。 平面机构的级别是按其中最高级杆组的级别确定 思考题 机构运动简图能反映实际机构的哪些内容？ 绘制机构运动简图时原动件为什么可以停留在任意位置？为什么最好不要选择特殊位置来绘制机构运动简图 机械原理实验报告 实验报告 机构运动简图的测绘和分析 学生