基于MatLab的纺机常用机构的计算机辅助分析与仿真.pdf
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1、第2 8 卷第8 期 2 0 0 7 年8 月 纺织学报 J o u m a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 8N o 8 A u g 2 0 0 7 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 7 ) 0 8 0 1 0 2 0 4 基于M a t L a b 的纺机常用机构的计算机 辅助分析与仿真 石全伟,张迎春,张少东 ( 天津工业大学机械电子学院,天津3 0 0 1 6 0 ) 摘要 在纺织机械机构的设计过程中,为能直接看到机构的动态运动过程及其任一点或杆的运动参数( 位移、速 度、加速度) ,依据平面连杆机构的基本组成原
2、理和拓扑学知识,建立机构的结点基本信息数据库和约束关系数据 库,分离出独立的基本杆组并对其求解,应用M a t h b 语言编制通用程序,建立了平面连杆机构的计算机辅助分析与 仿真系统,并以经编机沉降片为例对结果进行验证。结果表明,对任一给定的机构,仅需输入已知信息,就可以得 到其动态仿真图形及其任一点或杆的运动参数。 关键词纺织机构;基本杆组;计算机辅助分析;仿真 中图分类号:髑1 0 3 1 6文献标识码:A C o m p u t e ra i d e da n a l y s i sa n ds i m l l l a t i o no ft e x t n em e c h a I
3、l i s mb a s e do nM a t L a b S H IQ u a n w e i ,Z H A N GY i n g c h u n ,Z H A N GS h a o d o n g ( & k o z 矿 f e c 玩n 如甜。以眈n r o 梳E ,l g i n e e 昭,咖P 0 2 ,匏c 概论洫巧妙,彬n3 0 0 1 6 0 ,吼i M ) A b s t r a c t D u r i n gt h ep r o c e s s0 fd e s 培n i n gt e x t i l em e c h a n i s m ,i tw o u l db e
4、h e l p f u lf o rt h ed e s i g n e rt ov i e wt h e w h o l ed y n a I I l i ck i n e t i cc o u r s eo ft h ed e s i ;l l e dm e c h a I l i s ma n dt h ek i n e t i ci n f b n m t i o n ( d i s p l a c e l e n t ,v e l o c i t y , a c c e l e r a t i o n ) 0 fa n yp o i n to rl i n k a g e so ft
5、 h em e c h a n i s mi nt l el n e a n t i m e B a s e do nt h eb a s i cs t l l l c t u r et h e o r yo f p l a n a rl i n k a g em e c h a n i s ma n dt o p o l o g y ,t h en o d eb a s i ci b n n a t i o nd a t a b a s ea n dr e s t d c t i n gr e l a t i o nd a t a b a s eo f m e c h a n i s mw
6、e r ee s t a b l i s h e d T h ei n d e p e n d e n tb a s i cl i n k a g eg m u p sw e r ei s o l a t e da n ds 0 1 v e d ,n l ec u r r e n t p r o g r a mw a sc o m p i l e du s i n gM a t I 且ba n dt h ec o r n p u t e ra i d e da | 1 a l y s i sa n ds i m u l a t i o ns y s t e mo ft h ep l a n a
7、 r l i n k 明声m e e h a n i s mw e r ed e v e l o p e d W a r pk n i t t i n gm a c h i n es i n k e rw a st a k e nf o re x a m p l et ov a l i d a t et h er e s u l t F o ra n yg i v e nm e c h a n i s m ,a sl o n ga st h ek n o w I li n f o 珊a 上i o nd a t a b a s eo fi tw a si n p u t ,i t sd y n
8、a l T I i cs i m u l a t i o n g n l p ha n dk i n e t i ci n f b H n a t i o no fa n yp o i n to rl i n kc a nb eg o t t e n K e yw o r d st 既t i l em e c h a n i s m ;b a s i c1 i n k a g eg m u p ;c o H l p u t e ra i d e da n a l y s i s ;s i m u l 8 t i o n 平面连杆机构广泛应用于纺织、轻工及各种自 动化机械中,对它的分析及设计一直
9、是机构学研究 的一个重要课题。设计者在进行连杆机构设计时, 希望能够直观地看到所设计机构的整个动态运动过 程及得到机构上任一点或杆的运动参数( 位移、速 度、加速度) 。传统的机构分析方法主要是图解 法,其特点是求解简单、直观,但精度较低。随着计 算机的出现及其性能的飞速提高,利用计算机进行 机构分析与设计已成为重要的手段。机构的计算机 辅助分析软件系统的开发就成为一项重要工作。 在纺织机械中,由级杆组组成的连杆机构得 到了广泛的应用,如丝织机打纬机构、经编机沉降片 传动机构、槽针经编机的针床、梳节传动机构等,因 此建立一套针对纺织机械机构的计算机辅助分析与 仿真系统十分必要。本文从平面机构的
10、基本组成原 理和拓扑学知识出发,针对机构建立其邻接矩阵,通 过分析找出待求的未知点,分离出含有这些未知点 的级可求解基本杆组和可求单个构件,并依次求 解它们,从而实现对部分纺织机构的计算机辅助分 析和动态仿真。 收稿日期:2 0 0 6 0 3 1 7修回日期:2 0 0 6 一0 9 一1 1 作者简介:石全伟( 1 9 8 1 一) ,男,硕士生。主要研究方向为机械设计及其理论。张迎春,通讯作者,E m a i l :z y c t j p u e d u c n 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWaterm
11、arkR to remove the watermark 第8 期 石全伟等:基于M a t k b 的纺机常用机构的计算机辅助分析与仿真 。1 0 3 平面机构的组成原理 任何机构都可以看作是由若干个基本杆组依次 连接于原动件和机架上而构成的。最常见的基本杆 组是由2 个构件与3 个低副构成的级杆组,而且 绝大多数的机构都是由级杆组构成心J 。根据上述 原理,当对一个给定的机构进行运动分析时,可将机 构分解为机架和原动件及若干个基本杆组,然后对 相同的基本杆组以相同的方法进行分析,所以对平 面连杆机构进行分析就是从机构中将可求解的基本 级杆组分离出来依次进行求解,最终完成对整个 机构的分析与
12、仿真。图1 为经编机沉降片机构。其 中,曲柄Z ,:为原动件,绕固定转动副1 旋转,f :,和 f ,。、Z 撕和Z ,。、f 鹋和Z ,。为3 个级杆组( R R R 型) ,f ,。 和z 。为同一构件。 7 8 、 Z 6 s 一 图1 经编机沉降片机构简图 F i g 1 M e c h a n i s ms k e t c ho fw a r pk n i t t i n gm a c h i n es i n k e r 2 机构拓扑图与数据库的建立 对于平面连杆机构,可以把机构运动简图看作 是由相互约束关系的点及这些点的连线构成,所以 可以用2 个数据库来描述一个连杆机构的运动简
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