胎面翻转机构的翻转分析及adams仿真

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1、胎面翻转机构的翻转分析及ADAMS仿真摘要：作为轮胎胎诎拾取系统的重要组成部分，胎妞翻转机构翻转胎面的效果直接影响胎面质量及生产效率.给出一种新型胎面翻转机构，为了探讨影响翻转效果因素及影响关系，对胎面翻转过程进行了运动学分析，从理论上推断出不同参数对翻转效果产生的影响；并利用机械动力学仿真软件ADAMs建立了胎面翻转机构仿真模型，通过改变翻转速度、摩檫系数等参数，对胎妞翻转过程进行了不同控制条件下的仿真.研究了翻转速度、摩擦系数等因素对翻转效果的影响规律，为翻转电机选型、确定翻转速度控制规律以及翻转机构摩擦

2、系数和材料的选择提供了参考和依椐。关键词：胎面翻转机构；运动学分析；ADAMS；仿真Dob10.15938/j.jhust.2016.06.019中图分类号：TP391.9文献标志码：A文章编号：1007-2683(2016)06-0100-060.引言随着自动化程度的提高，笨拙的由人工在轮胎胎妞生产线上收取胎妞的方式正逐步被淘汰，取而代之的是轮胎胎面自动收取系统，它不仅可以降低工人的劳动强度，提高生产效率，还能提高胎面的质量，胎面翻转机构作为轮胎胎面自动收取系统的一部分，负责把原生产线挤压出来的覆面朝下的胎

3、面翻转180°，使之覆面朝上，落到承接装置上，目前国内外胎面翻转机构大多依赖真空吸盘的吸附作用，在胎面翻转过程中，通过将吸盘抽成真空，产生的吸附力吸住胎面，从而保证胎面被平稳的翻转，然而由于单个吸盘的吸附诎积及产生的吸附力较小，因此必须采用大量密集分布的吸盘才能满足要求，这无疑增加了生产成本及维护难度，难以满足当今企业发展的要求，因此对不依赖吸盘的胎面翻转机构的研究便显得很有价值。ADAMS(automaticdynamicanalysisofmechani-calsystems)$欠件是基于虚拟样机技术的多

4、体动力学仿真软件，它可以使产品设计不依赖于实体样机，给设备的调试和实验数据的分析带来极大方便，本文以ADAMS软件建立一种没有吸盘的胎面翻转机构模型，通过控制翻转速度、摩擦系数等参数对胎面翻转过程进行运动仿真，分析翻转速度、摩擦系数等因素对翻转效果的影响，得出影响规律，为寻找胎面最佳翻转效果提供依据。1.胎面翻转机构的工作原理及运动学分析1.1工作原理本文设计和研究的胎面翻转机构结构简图如图1(a)所示，工作时电机驱动翻转机构旋转180°，使胎面从水平位置翻转180°之后落到承接装置上，翻转过程中应保证胎面相

5、对托架不存在分离、坠落、滑动等情况，或者胎面与托架之间虽有分离、滑动情况，但趋势很小，不影响正常翻转，整个翻转过程应稳定可靠的进行，使胎面平稳的完成翻转动作，达到最佳翻转效果，翻转过程运动简图如图1(b)所示。1.2翻转过程运动学分析翻转过程中不同阶段胎面受力情况各不相同，因此，对翻转过程不同阶段胎面受力及运动情况进行分析，确定其受力及运动情况随翻转角度变化的规律，为最佳翻转过程的运动规划提供一定的参考和依据，具体可以将胎血翻转过程分为3个阶段，小于90°阶段，等于90Q阶段，90Q〜180°阶段。1.2.1

6、小于90°阶段胎面翻转角度小于90°阶段受力情况如图2所示。由此可知，翻转机构加减速时间之比应足够大，以克服90°之后胎面重力加速度？U7娣?转的影响，使支持力N保持不小于0的状态足够长，以使胎面尽可能晚的从翻转机构上脱落；同时应通过增大翻转角速度和摩擦系数等参数，以増加胎面翻转所需的向心力，保证胎面与翻转机构之间相对滑动趋势最小，从而达到最佳的翻转效果。1.3运动学分析总结通过以上的运动学分析可推测，翻转速度、摩擦系数、翻转过程屮加减速吋间之比是影响翻转效果的主要因素.速度越大，则翻转所需的向心力越大，胎面

7、才不会因为向心力不足而从翻转机构上滑落；摩擦系数越高，则所能提供的向心力越大，越能满足最佳翻转过程的需要；翻转过程中加减速时间之比越大，则胎面重力加速度对翻转的影响越小，翻转效果越佳。2.胎血翻转机构建模与仿真分析2.1仿真模型的建立由丁‘ADAMS软件对复杂机构建模的效果差、速度慢，因此没有必要按照胎面翻转机构的实体形状对其进行建模，这里对胎面翻转机构进行结构简化，在ADAMS软件中，分别用四个长方体构件作为胎面翻转机构的翻转托架、外侧挡板、胎面翻转之后的承接装置及胎面，并按照实际情况对各部件的位置进行分配

8、。2.2约朿和驱动的添加实体模型建立完成之后，根据胎面翻转机构各部件之间的连接关系和实际工况添加约束和驱动，在翻转机构和大地之间添加旋转副（joint）和电机駆动（motion）,用于带动翻转机构绕着中心点旋转；在翻转机构和胎面间添加接触力（contact），用于模拟实际接触状态；最终建立的胎面翻转机构仿真模型如图5所示，其中水平方向为坐标系的x轴，竖直方向为坐标系的Y轴。2.3仿真与结果分析通过改