打結(jié)器脫扣機(jī)構(gòu)的抗磨損設(shè)計與試驗研究.pdf

1、針對現(xiàn)有打結(jié)器割繩脫扣機(jī)構(gòu)工作時，球面滾子與凸輪沖擊嚴(yán)重、應(yīng)力集中以及磨損嚴(yán)重等問題，以現(xiàn)有打結(jié)器脫扣機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，設(shè)計了一種刀臂按正弦加速度擺動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)的磨損計算模型，對改進(jìn)前與改進(jìn)后的脫扣機(jī)構(gòu)進(jìn)行磨損仿真計算，并開展打結(jié)器脫扣機(jī)構(gòu)磨損試驗研究。本文的主要研究工作如下：
　?。?）脫扣機(jī)構(gòu)磨損模型建立：根據(jù)Achard

2、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)重等問題提供理論依據(jù)。
　?。?）線接觸式空間凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)刀臂按正弦加速度擺動要求、同時滿足凸輪與滾子以線接觸形式運動，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

3、過計算并對比原脫扣機(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。
　?。?）脫扣機(jī)構(gòu)接觸應(yīng)力計算與分析：通過對脫扣機(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。通過建立改進(jìn)前后的凸輪機(jī)構(gòu)簡化模型，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磨損仿真計算提供必要數(shù)據(jù)。
　　（4）基于MATLAB的脫扣機(jī)構(gòu)磨損計算：根據(jù)推

4、導(dǎo)的凸輪磨損模型，在凸輪進(jìn)入升程開始以每5度的間隔為離散點，在MATLAB軟件中仿真計算各離散點的磨損量，對比改進(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%。
　?。?）脫扣機(jī)構(gòu)的磨損對比試驗與分析：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)器疲勞試驗臺上進(jìn)行脫扣機(jī)構(gòu)磨損試驗，試驗結(jié)果表明：當(dāng)捆繩拉力為120N時、主軸轉(zhuǎn)速為60rpm時，250次打結(jié)后改進(jìn)后的凸輪磨