经编机成圈凸轮反求设计及应用研究

• 作 者: 汪伟
• 机 构: 天津工业大学
• 出 处: 天津工业大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 舌针经编机 共轭凸轮廓线 样条插值 运动规律 反求设计 运动分析仿真

经编机成圈机构是经编机高效生产的关键机构，凸轮又是成圈系统中控制各部件动作的载体，所以凸轮设计在经编机设计中尤为重要。　　
本文以某经编厂的SJRMS131型舌针经编机为研究原型，该机型属于老机型，因使用年久，成圈机件各传动凸轮已严重磨损，应企业要求，需对其进行更换。因此，本课题的主要研究目的就是在缺少原始设计资料的情况下，通过反求技术，设计出该凸轮的替代品。　　
凸轮的反求设计过程复杂，凸轮轮廓线的生成需要大量的计算过程。本文首先利用三坐标测量仪对磨损的凸轮轮廓及其各连接零件进行了测绘，并绘制了机构的装配图，获得了第一手资料；利用Pro/E及MATLAB软件对磨损凸轮轮廓做了初步修复，然后以针床升降凸轮机构为例，建立了凸轮反求数学模型，通过机构的几何尺寸关系，推导出了针床位移、类速度、类加速度的关系式，借助MATLAB软件将针床的各运动参数计算结果绘制成曲线，然后通过对比实验拟定出针床的运动规律；针对针床升降凸轮机构，将其分解为两个基本机构，并通过机构分析，利用C语言进行了凸轮设计程序的编译，通过运行程序使其根据针床的运动规律直接得到凸轮的轮廓曲线及数据点；所设计的凸轮是否能够达到目标要求，本文通过Pro/E对机构进行了实体造型及模拟运动仿真分析，将仿真结果与反求结果进行对比验证，满足了设计的要求，同时优化了原凸轮的运动规律。　　
本文的研究结合了凸轮机构的正、反设计理论，同时利用了Pro/E、MATLAB、Excel、CAD等软件工具及C程序语言，提出了凸轮反求设计的新方法。虽然本课题中研究对象特定在经编机的针床升降凸轮机构，但该方法具有一定的普遍性。利用本文的研究方法设计出的凸轮机构已经应用到SJRMS131型经编机上，实践证明该方法可行，能够成功设计出所需的凸轮。因此，该方法可为同类型凸轮机构的反求设计提供参考。