PROTOS2-2超高速卷接机组是中国烟草机械装备集团从德国重点引进的机型。本文将以卷接机组的核心交接部件蜘蛛手和接烟轮系统为研究对象,建立该交接系统的几何模型和虚拟样机模型。通过运动学仿真,得到交接过程中蜘蛛手内/外烟道中心与固定手/活动手烟道中心的相对位移和相对速度,并以此为指标对烟支交接平稳性评价。为研究关键部件活动手和运动副间隙对烟支交接质量的影响,分析了接烟轮活动手的振动稳定性,研究了含间隙凸轮摆杆机构的运动特性。主要研究内容包括:(1)烟支交接系统工作原理、几何建模和虚拟样机建模。基于烟支交接系统的工作原理,建立接烟轮机构和蜘蛛手机构的三维模型,完成超高速卷接机组烟支交接系统三维模型和虚拟样机模型的建立。结合解析方法分别对蜘蛛手机构和接烟轮机构进行研究,验证虚拟样机模型的正确性和计算结果的可靠性。通过对蜘蛛手机构的抓烟瞬时速度分析和高速摄像测试结果分析,得到生产速度越大蜘蛛手吸爪抓烟时烟支掉丝越严重。(2)烟支交接系统交烟过程运动学分析与交接稳定性研究。通过对烟支交接系统虚拟样机进行运动学计算,得出蜘蛛手吸爪内/外烟道中心与接烟轮活动手/固定手烟道中心的相对位移和相对速度,据此以两对烟支交接手烟道中心轴的相对位移、相对速度为指标对交烟过程进行分析,并评价烟支交接的平稳性。(3)接烟轮机构活动手振动稳定性分析。在低频工作状态下分析接烟轮活动手的结构稳定性是否能满足实际生产要求。根据设计图纸,在PRO/E中建立接烟轮活动手的三维模型。将该模型导入到有限元分析软件ABAQUS中,建立接烟轮活动手的有限元模型,并进行模态分析。得到了活动手前九阶的固有频率及其对应的模态振型。通过活动手前九阶模态振型,分析活动手发生共振时对烟支交接质量的影响。(4)考虑运动副间隙对接烟轮凸轮摆杆机构运动特性的影响分析。基于含间隙的连续接触模型,采用无质量杆法以柔性杆代替刚性杆描述机构运动副间隙。以接烟轮为研究对象,将滚子与凸轮槽间隙视为运动副间隙,建立考虑运动副间隙的运动学计算模型。通过对模型进行仿真计算,研究了运动副间隙对接烟轮凸轮摆杆机构运动特性的影响。