【摘要】：針對(duì)現(xiàn)有打結(jié)器割繩脫扣機(jī)構(gòu)工作時(shí),球面滾子與凸輪沖擊嚴(yán)重、應(yīng)力集中以及磨損嚴(yán)重等問(wèn)題,以現(xiàn)有打結(jié)器脫扣機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一種刀臂按正弦加速度擺動(dòng)的線接觸式空間凸輪機(jī)構(gòu),降低原脫扣機(jī)構(gòu)滾子與凸輪的接觸應(yīng)力,并消除滾子與凸輪的沖擊。根據(jù)Achard磨損模型推導(dǎo)出脫扣機(jī)構(gòu)的磨損計(jì)算模型,對(duì)改進(jìn)前與改進(jìn)后的脫扣機(jī)構(gòu)進(jìn)行磨損仿真計(jì)算,并開(kāi)展打結(jié)器脫扣機(jī)構(gòu)磨損試驗(yàn)研究。本文的主要研究工作如下:(1)脫扣機(jī)構(gòu)磨損模型建立:根據(jù)Achard磨損模型為基礎(chǔ),推導(dǎo)出打結(jié)器脫扣機(jī)構(gòu)的磨損仿真模型,根據(jù)此模型在MATLAB軟件中對(duì)脫扣機(jī)構(gòu)進(jìn)行磨損仿真,為改進(jìn)打結(jié)器脫扣機(jī)構(gòu)的沖擊大、磨損嚴(yán)重等問(wèn)題提供理論依據(jù)。(2)線接觸式空間凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì):根據(jù)刀臂按正弦加速度擺動(dòng)要求、同時(shí)滿足凸輪與滾子以線接觸形式運(yùn)動(dòng),參考現(xiàn)有脫扣機(jī)構(gòu)凸輪的基圓半徑和升程,建立脫扣機(jī)構(gòu)的曲面凸輪輪廓方程,利用MATLAB計(jì)算出曲面凸輪的輪廓三維坐標(biāo),將其導(dǎo)入P/ROE軟件中建立曲面凸輪的三維模型。通過(guò)計(jì)算并對(duì)比原脫扣機(jī)構(gòu)壓力角和改進(jìn)后脫扣機(jī)構(gòu)的壓力角,結(jié)果表明改進(jìn)后脫扣機(jī)構(gòu)在升程開(kāi)始段和升程結(jié)束段壓力角降低30%,比改進(jìn)前最大降低20o。(3)脫扣機(jī)構(gòu)接觸應(yīng)力計(jì)算與分析:通過(guò)對(duì)脫扣機(jī)構(gòu)的接觸力學(xué)模型解析,得出凸輪機(jī)構(gòu)的接觸力變化。通過(guò)建立改進(jìn)前后的凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化模型,導(dǎo)入ANSYS中進(jìn)行脫扣機(jī)構(gòu)的接觸應(yīng)力分析,應(yīng)力分析結(jié)果為MATLAB磨損仿真計(jì)算提供必要數(shù)據(jù)。(4)基于MATLAB的脫扣機(jī)構(gòu)磨損計(jì)算:根據(jù)推導(dǎo)的凸輪磨損模型,在凸輪進(jìn)入升程開(kāi)始以每5度的間隔為離散點(diǎn),在MATLAB軟件中仿真計(jì)算各離散點(diǎn)的磨損量,對(duì)比改進(jìn)前的凸輪與改進(jìn)后的凸輪的磨損量,結(jié)果表明改進(jìn)后的凸輪的磨損量比改進(jìn)前的凸輪的磨損量降低了60%。(5)脫扣機(jī)構(gòu)的磨損對(duì)比試驗(yàn)與分析:采用鋁制凸輪,將改進(jìn)前脫扣機(jī)構(gòu)和改進(jìn)后脫扣機(jī)構(gòu)安裝在打結(jié)器疲勞試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行脫扣機(jī)構(gòu)磨損試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)捆繩拉力為120N時(shí)、主軸轉(zhuǎn)速為60rpm時(shí),250次打結(jié)后改進(jìn)后的凸輪磨損量降低了43%,600次打結(jié)后改進(jìn)后的凸輪磨損量降低了56%,1300次打結(jié)后改進(jìn)后的凸輪磨損量降低了46%,2000次打結(jié)后改進(jìn)后的凸輪磨損量降低了37%。改進(jìn)后的脫扣機(jī)構(gòu)由于圓柱滾子與曲面凸輪接觸面積增加、沖擊減小,其磨損量明顯改善,驗(yàn)證了改進(jìn)后的脫扣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S225

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1 陳亞明;打結(jié)器脫扣機(jī)構(gòu)的抗磨損設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];江蘇大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：2649968