高速绣机压脚—针杆驱动机构优化设计研究

发布时间：2020-05-29 22:43

【摘要】：生产力的发展带来了高速电脑绣机行业的巨大变革。高效率、低振幅的新型绣机成为绣机行业迫切需要攻克的技术难题。绣机普遍是以凸轮作为传动构件,其针杆、压脚、挑线部分都是以凸轮传动为运动链的起点。在凸轮运动过程中,因其特性会产生惯性力及冲击,转速的提高会加剧绣机的振动,降低刺绣成品的质量,所以本文以压脚-针杆部分的双凸轮驱动机构为基础,对绣机针杆以及压脚部分的运动规律进行分析求解,以优化设计组合连杆驱动机构代替双凸轮驱动机构,进行研究与实验。主要完成了以下研究:(1)根据绣机压脚-针杆部分的双凸轮驱动机构,分析求解出压脚、针杆部分的运动规律以及函数关系。基于计算以及仿真结果,建立以主轴转角[210.03~?,320.28~?]为压脚、针杆部分的转角约束范围,建立组合连杆驱动机构的运动学模型。(2)构建组合连杆驱动机构输出曲线的目标函数,基于双凸轮驱动机构的输出运动曲线,以最小二乘法的思路,在转角约束范围内编写优化目标函数。在遗传算法的迭代下得到杆长的最优解。在组合连杆驱动机构杆长参数确定的条件下,进行输出曲线与双凸轮机构驱动输出曲线的比对,压脚关键部分运动输出贴合率在90%以上,针杆运动输出完全贴合。以上结果为组合连杆驱动机构代替双凸轮驱动机构的可行性提供了理论依据。(3)利用质量矩替代的动平衡优化方法,对组合连杆驱动机构的结构进行优化设计。将组合连杆驱动机构进行树系统以及连枝构件的划分,将连枝构件上的质量矩转化为树枝构件的附加质量矩,建立含有附加质量矩系数矩阵的树枝构件质量矩平衡方程。当方程式中有关转角的系数矩阵恒为零时,组合连杆驱动机构的就能实现动平衡。为了组合连杆驱动机构动平衡优化后与优化前的对比效果,利用MATLAB中的GUI模块编写组合连杆驱动机构的总质心变化视图界面,得出组合连杆驱动机构质心轨迹面积图像,对比可知优化后质心变化区域面积减少,则验证质量矩动平衡优化对组合连杆驱动机构的改进效果,为绣机组合连杆驱动机构的物理样机的设计提供了理论参考。(4)利用AVANT MI-7008数据采集和分析仪对不同驱动机构驱动绣机时的振动加速度进行测试实验。根据在800r/min、1000r/min、1200r/min转速范围内,对不同位置点进行采点测试的方式,对比组合连杆驱动机构以及双凸轮驱动机构在相同位置点和相同转速下的振动加速度。将相同时间段的3个位置点的振动加速度数值进行量化分析,可知组合连杆驱动机构产生的振动加速度峰值与双凸轮驱动机构产生的振动加速度的峰值都更小。因此经过动平衡优化后的组合连杆驱动机构更具有稳定性,更符合高速运转的工况要求。
【图文】：

加速凸轮自身的磨损，反而缩短绣机的实际教授引入泛灰数的概念，对针杆机构的运动区对针杆运动位置的精度进一步提高，为研究机层出不穷，王朝光提出了用气缸来驱动针杆的块上，将气缸的竖直运动直接传递给针杆驱动气缸驱动针杆的结构更为简单，但气缸不稳定特性不能满足绣机高速稳态的工况要求。黄琴起衔铁，控制针杆驱动块的上下往复运动，但够大，这就要求电磁铁对衔铁的吸引力要足够失要远远大于对衔铁的吸引力，整个绣机的驱前列。以日

图 1.2 论文技术路线.5 本章小结1）论述了绣机发展对促进国家轻工业发展的进步意义，阐述了国内绣机行业的发状以及国内外绣机的市场份额占比情况。2）分析了国内外绣机机构的研究现状，并总结了绣机驱动机构的结构特点、技术及绣机今后的发展方向。基于绣机运动链，，阐述了连杆机构的研究现状，并介绍基于综合对连杆运动优化的理论方法。3）介绍了论文的主要研究内容及技术路线。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS941.562.6

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本文编号：2687623