基于动态特性的剑杆织机共轭凸轮开口机构的设计方法
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“ ＋ ｒ” １ ．
式 中 ： ’ 示踏综 杆 １的第 Ｏ个 节点 到第 ｉ 节点 的距 离 ． ｒ“ 表 个 因此 踏综 杆 ｌ的动能 可表 示为
Ｔ 一 ＋ １
Ｊ１ 。）
＋ Ｍ 叫 一 臼， 一 ） （ 叫 ．
一
其 中，
一
”１
１ ） （ 筹
（ ２）
共 轭 凸轮开 口机 构 如 图 １所 示 ， 弹性 振 动模 型如 图 ２ 示． 所 其 中 Ｏ 和 Ｏ Ｂ Ｂ。是 踏 综 杆 ， Ｂ Ｄ 和 Ｄ 是综框 ， Ｂ。 ９ 和 是 踏综 杆 １ 踏综杆 和 ２的 回转 角位 移． 开 口机 构 取 一 般 化 坐 对
标为 ｑ ， … ， 其 中 ，。 踏 综 杆 １端 ｑ ， ｑ． ｑ为 点Ｂ 的弹性 位移 ； 为连 杆 １端点 Ｄ ｇ 的
２ 开 口机构 的 弹 性 振 动 微 分 方 程
２ １ 开 口机构 零 件的换 算质 量和 动能 ．
把 踏综 杆 １的质量 看作 是分 散在 ｎ 节点 的集 中质量 系统 ， 图 ３ 个 见 ．
① ②
２
③ ④
３ ４
１
图 ３ 踏 综杆 的有 限元模 型
用有 限元 方法 确定外 力 Ｐ作用 在节 点 时 的其他 各节 点 的位 移 “ （ 一 １ ２ … ， ） ，， ． 第 ｉ 节点 的总位 移为 该点 弹性位 移和 由 刚体 回转 引起 的位 移之 和 ， 个 即
２１ Ｏ ２年 ９ 月
Ｓｅ ．２ ２ ｐ ０１
基 于 动态 特 性 的剑 杆 织 机 共 轭 凸轮 开 口机 构 的设 计 方 法
李 明哲 ， 东 日 池 正凡 。 孙 志宏 崔 ， ，
（． １ 平壤 机 械 大 学 ， 鲜 平壤 朝 ９ ９ ９ ；． ９ ０ ３ ２ 东华 大学 机械 工程 学 院 ， 海 上 ２０５） ０ ０ Ｉ
摘要 ： 新建 立 了共轭 凸轮开 口机 构 的动力 学模 型 ， 成相 应 的弹 性振 动微 分 方 程． 矩 阵摄 重 组 用
动法分 析该微 分 方程 ， 并设计 织机 的开 口机 构． 与传 统 的 求解 方 法 相 比， 算 时 间减 少 ２ ， 小 计 Ｏ 减
综 框 的振 动 以 及 降 低 断 纬 频 率 达 到 ６ 以上 ． ５
・
１ ・ １
徐州工程学院学报 （ 自然科 学 版 ）
wk.baidu.com
２１ ０ ２年 第 ３期
踏综 杆 １ 踏综 杆 ２的质量 换算 到 Ｂ 、 ｚ 的质 量 ； ，／分 别把 在综框 １下横杆 的质 量换算 到 Ｄ． 和把 和 Ｂ 点 Ｔ。 ｒ 点 上 横杆 的质 量换 算到 Ｅ 点 的质量 ； ， 分别 把在综 框 ２ 横杆 的质 量换算 到 Ｄ。 和把上 横杆 的质 量换 算 ｍｓ 下 点 到Ｅ ｚ点 的质 量 ． 每个综 框 的结构 和尺 寸都 一样 ， 因此 有 。＝ 。一 ＝ ＝ 一ｍ．
速 度越 高时 ， 这种 开 口机 构 的综框 振动 愈激 烈 ， 易引 起断 经 ， 至会 引起 皮带变 形 和综框 破坏 ． 文重新 建 容 甚 本 立 共轭 凸轮 开 口机构 （ 面 简称开 口机 构） 下 的动力 学模 型 ， 用矩 阵摄 动法 进行分 析设 计． 并
１ 开 口机 构 弹性 振 动 的 一 般化 坐标
弹性位 移 ；。为 综 框 １上 Ｅ ｑ 点 的 弹性 位
移 ； 为综 框 ２上 Ｅ ｑ 。点 的弹性 位移 ； 为 ｇ
连杆 ２端点 Ｄ 的弹 性位 移 ； 为踏 综杆 ２ ｑ 端点 Ｂ 的弹性位 移 ．
图 １ 共 轭 凸轮 开 口机 构
ｇ１ ｇ５ ｇ６
线
图 ２ 开 口机 构 的弹性 震 动模 型
其 中 ， 为 踏综杆 Ｏ 的弯 曲刚度 ； 为连杆 Ｂ Ｄ Ｋ Ｂ Ｋ 的拉伸 刚度 ； ， 为跟 综框 结构 有关 的刚度 ； Ｋ。Ｋ Ｋ 为按 时 间带周期 性 变 的皮 带 的刚度 ； 为连 杆 Ｂ Ｄ Ｋ。 。 的刚度 ； Ｋ 为踏综 杆 Ｏ 的弯 曲刚度 ； 为 分别 把 Ｂ。 ｍ，
Ｍ 一
” ，
式中： “ 。 为踏综 杆 １关 于第 Ｏ个 节点 的质 量惯性 力矩 ．
用 同样 的方法 可 以得到 踏综杆 ２的动能表 达式 ： Ｔ ｍ ｉ １ ｓ一 ＋ Ｊ
第 ２ ７卷 第 ３期
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ３ １２ ．
徐 州 工 程 学 院 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｏ ｒ ａ ｏ Ｘｕ ｈ ｕ ｎ ｔ ｕ ｅ ｆ ｚ ｏ Ｉ ｓｉ ｔ ｏ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ （ ｔ ｒｌ ｃｅ ｃ ｓ ｔ ｃ ｎ ｌｇ Ｎａｕ ａ Ｓ ｉｎ ｅ Ｅｄｔ ｎ ｉｏ ） ｉ
收稿 日期 ： ０ ２ ０ — ８ ２ １ — ４ １ 基金 项 目： 西 自然科 学基 金 项 目（ ７ ８ ６ ） 广 ０ ２ ２０
作者 简 介 ： 明 哲 （９ ７ ） 男 ， 鲜 人 ， 李 １５一 ， 朝 教授 ， 士 ， 博 主要 从 事机 械 动 力 学分 析 研 究．
崔 东 日（９ ６ ， ， 鲜 人 ， 授 ， 士 ， １ ６ 一） 男 朝 教 硕 主要 从 事新 型 纺 织机 械 研 究． 池正 凡 （９ ５ ） 男 ， 鲜人 ， １６一 ， 朝 副教 授 ， 士 ， 要 从 事 机 械 设 计 与 控 制 研 究 硕 主
关键 词 ： 剑杆 织机 ； 凸轮 开 口机构 ； 动微分 方程 ； 阵摄 动法 振 矩
中图分类 号 ： １ ＴＨ１ 文献标 识码 ： ＴＳ ； ２ Ａ 文章 编号 ：６ ４３ ８ ２ １ ） ３０ １ —５ １ ７ — ５ Ｘ（０ ２ ０ —０ １０
ＧＡ７ ３型 剑 杆 织 机 的 开 口 机 构 由 于 结 构 简 单 且 成 本 低 ， 而 广 泛 应 用 在 各 种 织 机 上 口 ． 是 当织 机 的 ４ 因 但
式 中 ： ’ 示踏综 杆 １的第 Ｏ个 节点 到第 ｉ 节点 的距 离 ． ｒ“ 表 个 因此 踏综 杆 ｌ的动能 可表 示为
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共 轭 凸轮开 口机 构 如 图 １所 示 ， 弹性 振 动模 型如 图 ２ 示． 所 其 中 Ｏ 和 Ｏ Ｂ Ｂ。是 踏 综 杆 ， Ｂ Ｄ 和 Ｄ 是综框 ， Ｂ。 ９ 和 是 踏综 杆 １ 踏综杆 和 ２的 回转 角位 移． 开 口机 构 取 一 般 化 坐 对
标为 ｑ ， … ， 其 中 ，。 踏 综 杆 １端 ｑ ， ｑ． ｑ为 点Ｂ 的弹性 位移 ； 为连 杆 １端点 Ｄ ｇ 的
２ 开 口机构 的 弹 性 振 动 微 分 方 程
２ １ 开 口机构 零 件的换 算质 量和 动能 ．
把 踏综 杆 １的质量 看作 是分 散在 ｎ 节点 的集 中质量 系统 ， 图 ３ 个 见 ．
① ②
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图 ３ 踏 综杆 的有 限元模 型
用有 限元 方法 确定外 力 Ｐ作用 在节 点 时 的其他 各节 点 的位 移 “ （ 一 １ ２ … ， ） ，， ． 第 ｉ 节点 的总位 移为 该点 弹性位 移和 由 刚体 回转 引起 的位 移之 和 ， 个 即
２１ Ｏ ２年 ９ 月
Ｓｅ ．２ ２ ｐ ０１
基 于 动态 特 性 的剑 杆 织 机 共 轭 凸轮 开 口机 构 的设 计 方 法
李 明哲 ， 东 日 池 正凡 。 孙 志宏 崔 ， ，
（． １ 平壤 机 械 大 学 ， 鲜 平壤 朝 ９ ９ ９ ；． ９ ０ ３ ２ 东华 大学 机械 工程 学 院 ， 海 上 ２０５） ０ ０ Ｉ
摘要 ： 新建 立 了共轭 凸轮开 口机 构 的动力 学模 型 ， 成相 应 的弹 性振 动微 分 方 程． 矩 阵摄 重 组 用
动法分 析该微 分 方程 ， 并设计 织机 的开 口机 构． 与传 统 的 求解 方 法 相 比， 算 时 间减 少 ２ ， 小 计 Ｏ 减
综 框 的振 动 以 及 降 低 断 纬 频 率 达 到 ６ 以上 ． ５
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徐州工程学院学报 （ 自然科 学 版 ）
wk.baidu.com
２１ ０ ２年 第 ３期
踏综 杆 １ 踏综 杆 ２的质量 换算 到 Ｂ 、 ｚ 的质 量 ； ，／分 别把 在综框 １下横杆 的质 量换算 到 Ｄ． 和把 和 Ｂ 点 Ｔ。 ｒ 点 上 横杆 的质 量换 算到 Ｅ 点 的质量 ； ， 分别 把在综 框 ２ 横杆 的质 量换算 到 Ｄ。 和把上 横杆 的质 量换 算 ｍｓ 下 点 到Ｅ ｚ点 的质 量 ． 每个综 框 的结构 和尺 寸都 一样 ， 因此 有 。＝ 。一 ＝ ＝ 一ｍ．
速 度越 高时 ， 这种 开 口机 构 的综框 振动 愈激 烈 ， 易引 起断 经 ， 至会 引起 皮带变 形 和综框 破坏 ． 文重新 建 容 甚 本 立 共轭 凸轮 开 口机构 （ 面 简称开 口机 构） 下 的动力 学模 型 ， 用矩 阵摄 动法 进行分 析设 计． 并
１ 开 口机 构 弹性 振 动 的 一 般化 坐标
弹性位 移 ；。为 综 框 １上 Ｅ ｑ 点 的 弹性 位
移 ； 为综 框 ２上 Ｅ ｑ 。点 的弹性 位移 ； 为 ｇ
连杆 ２端点 Ｄ 的弹 性位 移 ； 为踏 综杆 ２ ｑ 端点 Ｂ 的弹性位 移 ．
图 １ 共 轭 凸轮 开 口机 构
ｇ１ ｇ５ ｇ６
线
图 ２ 开 口机 构 的弹性 震 动模 型
其 中 ， 为 踏综杆 Ｏ 的弯 曲刚度 ； 为连杆 Ｂ Ｄ Ｋ Ｂ Ｋ 的拉伸 刚度 ； ， 为跟 综框 结构 有关 的刚度 ； Ｋ。Ｋ Ｋ 为按 时 间带周期 性 变 的皮 带 的刚度 ； 为连 杆 Ｂ Ｄ Ｋ。 。 的刚度 ； Ｋ 为踏综 杆 Ｏ 的弯 曲刚度 ； 为 分别 把 Ｂ。 ｍ，
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” ，
式中： “ 。 为踏综 杆 １关 于第 Ｏ个 节点 的质 量惯性 力矩 ．
用 同样 的方法 可 以得到 踏综杆 ２的动能表 达式 ： Ｔ ｍ ｉ １ ｓ一 ＋ Ｊ
第 ２ ７卷 第 ３期
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ３ １２ ．
徐 州 工 程 学 院 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｏ ｒ ａ ｏ Ｘｕ ｈ ｕ ｎ ｔ ｕ ｅ ｆ ｚ ｏ Ｉ ｓｉ ｔ ｏ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ （ ｔ ｒｌ ｃｅ ｃ ｓ ｔ ｃ ｎ ｌｇ Ｎａｕ ａ Ｓ ｉｎ ｅ Ｅｄｔ ｎ ｉｏ ） ｉ
收稿 日期 ： ０ ２ ０ — ８ ２ １ — ４ １ 基金 项 目： 西 自然科 学基 金 项 目（ ７ ８ ６ ） 广 ０ ２ ２０
作者 简 介 ： 明 哲 （９ ７ ） 男 ， 鲜 人 ， 李 １５一 ， 朝 教授 ， 士 ， 博 主要 从 事机 械 动 力 学分 析 研 究．
崔 东 日（９ ６ ， ， 鲜 人 ， 授 ， 士 ， １ ６ 一） 男 朝 教 硕 主要 从 事新 型 纺 织机 械 研 究． 池正 凡 （９ ５ ） 男 ， 鲜人 ， １６一 ， 朝 副教 授 ， 士 ， 要 从 事 机 械 设 计 与 控 制 研 究 硕 主
关键 词 ： 剑杆 织机 ； 凸轮 开 口机构 ； 动微分 方程 ； 阵摄 动法 振 矩
中图分类 号 ： １ ＴＨ１ 文献标 识码 ： ＴＳ ； ２ Ａ 文章 编号 ：６ ４３ ８ ２ １ ） ３０ １ —５ １ ７ — ５ Ｘ（０ ２ ０ —０ １０
ＧＡ７ ３型 剑 杆 织 机 的 开 口 机 构 由 于 结 构 简 单 且 成 本 低 ， 而 广 泛 应 用 在 各 种 织 机 上 口 ． 是 当织 机 的 ４ 因 但