ZJ116超高速卷接机组是中国烟草机械装备集团自主研发的机型。本文以该机组分切系统的喇叭嘴机构和刀盘机构为研究对象,建立其几何模型及虚拟样机模型。通过运动学仿真,得到刀盘机构刀片水平速度;利用烟支切割过程刀片水平速度与烟条水平速度之间的差值计算烟支切割误差,并以此为指标对烟支切割质量进行分析。同时,研究喇叭嘴机构的动平衡原理,基于BP神经网络和遗传算法对喇叭嘴机构进行动平衡。主要研究内容包括:(1)烟支分切系统工作原理、几何建模及其虚拟样机建模。基于烟支分切系统的工作原理,建立喇叭嘴机构和刀盘机构的几何模型,完成超高速卷接机组烟支分切系统几何模型和虚拟样机模型的建立。结合仿真计算和解析计算方法,以喇叭嘴机构惯性力和刀盘机构刀片水平速度为评价指标,分别对喇叭嘴机构和刀盘机构进行研究,验证虚拟样机模型和计算结果的可靠性。(2)烟支分切系统切烟过程运动学分析与烟支切割误差研究。通过对烟支分切系统运动学模型进行仿真计算,得出喇叭嘴机构喇叭嘴水平速度和刀盘机构刀片水平速度,并以切割过程中烟条水平速度与刀片水平速度之间的速度差对切烟过程进行分析,计算烟支切割误差。(3)喇叭嘴机构动平衡机理分析。以平衡块1的质径积为评价指标,针对不考虑连杆和考虑连杆两种情况对喇叭嘴机构进行了动平衡研究,发现在对喇叭嘴机构进行动平衡时连杆的影响是不能忽略的。研究喇叭嘴机构中两平衡块的质径积与烟支长度的关系、当量滑块的等效质量与烟支长度的关系,得到了相应的函数关系式并验证了其正确性。(4)基于BP神经网络和遗传算法的喇叭嘴机构动平衡。以喇叭嘴机构中两平衡块的四个设计角度为设计变量,其惯性力和惯性力矩为优化目标构建喇叭嘴机构动平衡优化目标函数。通过对其动力学模型仿真计算,得到BP神经网络的训练样本,以利用神经网络构建惯性力和惯性力矩的预测函数,并利用遗传算法提高网络预测精度。最后,通过遗传算法对神经网络进行寻优。