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人造草坪机是一种新型的簇绒装备,它的主要组成部分为:机床主机、草丝喂入系统、底布喂入系统、针排运动系统、圈绒系统和割绒系统等。人造草坪机传动机构的原理实则是以由异步电机驱动人造草坪簇绒机主轴,再由主轴驱动六个偏心调整盘,从而构成的多组多套的曲柄摇杆机构。 国内的人造草坪织机多是以从国外进口为主,其技术研发尚处于起步阶段。由于进口设备的价格较高,从很大程度上制约了我国人造草坪工业的发展与壮大。本文以我校与山东某大型企业合作的横向课题“BLT4数控成套设备(草坪机)的研发”为依托,以4m幅宽的人造草坪织机传动机构为研究对象,提出了以六个偏心调整盘驱动的曲柄摇杆机构的运动特性分析与研究,然后进行动力学仿真与优化以及模态分析,具体研究内容及方法如下: (1)通过查阅大量相关文献资料,了解国内外人造草坪织机的发展历史与现状,查阅相关产品实例,熟悉相关技术指标、确定样机的总体设计方案,完成样机设计的三维及平面的零件与装配图绘制的工作。这些对机床进行逆向工程的测绘工作并利用计算机软件的虚拟样机技术将机床的实体零部件转换成三维数字模型导入到计算机的方法,为对机床机械结构进行进一步的分析提供了实现基础。 (2)结合SolidWorks、ANSYS、ADAMS等计算机仿真软件,完成对BLT4人造草坪织机的虚拟样机开发设计、有限元分析、动力学仿真等。首先使用 SolidWorks完成对人造草坪织机三维数字化模型的建立,主要是建立主轴箱传动机构部分的模型。然后使用ADAMS软件对机床中的曲柄摇杆机构进行运动学及动力学的仿真,对摇杆的位移、速度、加速度与角速度进行分析以及对主轴的驱动力矩进行仿真测量。再使用ANSYS软件对连杆零件进行静力学与模态分析,在给定约束条件及等效受力状态下,分析其受应力及变形情况,又通过模态分析模块分析其6阶固有频率及振型。 (3)运用ANSYS软件对人造草坪织机样机进行分析后再对其进行结构优化设计,如此反复进行多次模拟及修改,使其具有更精确、更稳定的工作性能以及达到更长的工作、运转寿命。