橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構的分析與設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

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學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 設計 1： 1459919609 2： 1969043202 學 院： 專 業(yè)： 題 目： 橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構的分析與設計 指導教師： 職稱 : 職稱 : 20**年 **月 **日 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文）任務書 課題名稱 橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構的分析與設計 主要任務與 目標 打緯機構是織機的主要機構之一，作用是將織機主軸的勻速旋轉運動轉化為搖軸的非勻速擺動，把新引入的緯紗推向織口形成織物，要求鋼扣在后心位置要有停頓時間或“近似停頓”時間，以便有充分的時間完成打緯運動。 該同學在本課題中 主要任務是 ： 1、了解 橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構 設計目的。理解 橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構 及其特點。確定完整機構總體方案。 2、建立運動學模型進行結構 分析，并通過軟件確定參數(shù)。 3、畫出二維、三維圖。 目標： 設計一種既能避免像四連桿打緯機構那樣后心停留時間短，又能克服共軛凸輪安裝和加工麻煩的打緯機構。 主要內(nèi)容與基本要求 主要設計內(nèi)容有： 1、了解 橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構 設計目的。理解 橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構 及其特點。確定完整機構總體方案。 2、建立運動學模型進行結構分析，并通過軟件確定參數(shù)。 3、畫出二維、三維圖。 基本要求： 要求學生掌握： 機械設計、理論力學、 。 按照課題內(nèi)容，完成畢業(yè)設計要求的各種文檔，包括文獻綜述、開題報告 、外文翻譯及畢業(yè)設計論文等。 嚴格按照進度安排，保質保量完成所承擔的任務；遵守實驗室規(guī)定。 主要參 考資料 及文獻 閱讀任務 查閱與課題有關的文獻（論文、書籍或手冊等）不少于 10 篇（部），寫出符合要求的文獻綜述報告。主要參考文獻如下： [1] [2] 王皓．紡織機械行業(yè)知識產(chǎn)權戰(zhàn)略初析 [J]．知識產(chǎn)權， 2004，(5)： 19 [3] 陳明．新型織機 [M]．上海：中國紡織大學出版社， 2002， 5． [4] of a ]． 992， 27(3)： 331 [5] C． M． K． ． G． A 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 in a ]． of 2006， 97(6)： 513 [6] of J]． of 1993，84(3)： 3877] of ]． 1991， 61(12)：760 [8] 王亞平，吳小平，宋梅利等． J]，紡織學報， 2002， 23(6)： 492 [9] 何敏英．短牽手打緯機構的設計 [J]．上海紡織工學院學報， 1980，第二期． [10] 胡飛雪．高速噴氣機打緯機構的彈性動力分析 [D]．碩士論文，2007， 0601 [11] 曹清林，楊玉萍，沈世德．雙支點六連桿打緯機構的設計 [J]．南通工學院學報， 1997， 10． [12] 顧葉琴，趙雄，陳建能，趙勻．一種新型打緯機構的 設計與分析 [J]．浙江理工大學學報， 2007， 9． [13] ]. 8:630. [14] ， p ]. 011) 外文 翻譯任務 閱讀 2篇以上（ 10000字符左右）的外文材料，完成 5000漢字以上的英譯漢翻譯 。英文文獻參考如上 [13][14]所示。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 計劃進度： 時 間 工 作 內(nèi) 容 負 責 人 管院領導作畢業(yè)設計動員（教 師） 分管院長 業(yè)設計相關文件及規(guī)定學習、優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）交流；確定教師所帶人數(shù)、完成選題表、所級題目審核 各系系主任 學委員會題目審核、按專業(yè)畢 業(yè)設計動員（學生） 分管院長、學生線 生選題 各系系主任、各班班長 所根據(jù)學生選題情況進行平衡調整，確定指導教師及各課題學生，上交畢業(yè)設計（論文）信息表。 各系系主任 師填寫畢業(yè)設計任務書、確定外文閱讀與翻譯資料，并下達畢業(yè)設計任務 指導教師 生畢業(yè)設計調研，完成開題報告、文獻綜述、外文資料閱讀、翻譯任務 指導教師 生提交開題報告、文獻綜述及外文翻譯初稿，指導教師審閱，提出修改意見 指導教師 系進行開題報告答辯 各系系主任 導教師布置具體設計任務，利 用假期完成 指導教師 周開始，指導教師應對所指導的每位學生進行考核登記 畢業(yè)設計前期檢查：任務書、綜述報告、開題報告、外文翻譯 院教學委員會、院督導組 畢業(yè)設計任務書要 求進行畢業(yè)設計 指導教師 業(yè)設計中期檢查：教師指導情況、學生完成情況、表格與記錄的填寫情況 院教學委員會、院督導組 生完成課題設計，提交畢業(yè)設 計（論文） 指導教師 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 導教師完成所指導學生的畢業(yè)設計（論文）的審閱，寫出評語，評出成績；評議小組分組審閱，寫出評語，評定成績 指導教師、各系評議組 院分組進行答辯，由答辯小組 給出評語及成績 答辯小組 次答辯 答辯小組 行成績綜合評定，上報學生畢 業(yè)設計（論文）成績 教學委員會 實習地點 指導教師 簽 名 年 月 日 系 意 見 系主任簽名： 年 月 日 學院 蓋章 主管院長簽名： 年 月 日 充值后就可以下載此設計說明書。全套資料包含有相應的明書（附帶：任務書、開題報告、文獻綜述、外文翻譯）和 紙（共計 16 張圖紙）及 維制圖若干張。需要全套資料的朋友請 加 1： 1459919609 或 2：1969043202， 需要其他設計題目直接聯(lián)系！?。? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 開題報告 班 級 姓 名 課題名稱 橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構的分析與設計 開題報告 （包括選題意義、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題、總體研究思路與可行性分析及預期研究成果、研究工作計劃等內(nèi)容，非藝術類不少于3000 字） 目 錄 1 選題的背景與意義 2 打緯機構的介紹 述 種典型打緯機構 緯機構國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題 本內(nèi)容 解決的主要問題 4 研究方案、可行性分析及預期研究成果 5 研究工作計劃（進 度安排） 參考文獻 （開題報告全文附后） 成績： 答 辯 意 見 （從選題、任務工作量、質量預期、可行性等幾個方面） 答辯組長簽名： 年 月 日 系 主 任 審 核 意 見 簽名： 年 月 日 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構的分析與設計 單嘉岱 (機械設計制造及其自動化 09(4)班 1 選題的背景與意義 我國是紡織大國，紡織品的出口量位居世界第一，同時也是紡織機械進口大國，據(jù)我國海關統(tǒng)計， 2006 年 1我國紡織 機械進出口總額為 美元，同比增長 其中進口金額為 29． 16億美元，紡織機械出口金額為 8． 87 億美元 [1]。在 1： 3 的紡織機械中，織機位居第二，為 同比增長 主要是噴氣織機、劍桿織機和片梭織機。 2008 年上半年我國紡織機械及其零附件出口額 比增長 6月出口額為 2008 年第二季度我國紡織機械進出口額為 美元，六月進出口額為 我國有不少織機生產(chǎn)廠家，但其產(chǎn)品大 多是中低檔水平，且沒有形成世界知名品牌。雖然有一些廠家開始生產(chǎn)高檔織機，如中國紡織機械集團有限公司和經(jīng)緯紡織機械股份有限公司，但其產(chǎn)品在可靠性和耐久性方面卻遠遠不如進口產(chǎn)品，特別是不能長時間高速運轉 (在演示和展銷期間可以高速運轉 )，究其原因， 除了關鍵零部件的材質和熱處理不過關外，對核心工作部件的工作機理沒有進行深入的研究，造成運動構件之間受力不良也主要原因之一。因此雖國內(nèi)機織在價格上具有優(yōu)勢 (如國產(chǎn)劍桿織機價格平均在 12萬元 /臺，而 2010年進口的劍桿織機平均價格為 美元 )，但很多企業(yè)還是青睞進 口產(chǎn)品。 出現(xiàn)這種狀況的原因是，國內(nèi)織機廠家自主創(chuàng)新能力差。到 2004 年 4 月，在我國申請有關劍桿織機機構的相關專利共 35件，其中國外在華申請 11件，且這 11 件已經(jīng)進入實用和推廣。國內(nèi)企業(yè)對核心機構 (如打緯和引緯機構 )的研究還停留在測繪和仿制階段，這不僅帶來侵權法律問題，不可能將企業(yè)做大、做出品牌，同時也由于沒有從理論上進行深入研究，對其中的核心技術沒有完全掌握，就仿制不了預想的性能和可靠性?？梢娍棛C的研究必須走自主創(chuàng)新的道路，必須從核心執(zhí)行機構創(chuàng)新開始，運用計算機分析軟件獲得最佳參數(shù) [13]，取得自主知識產(chǎn) 權，然后再研究其工作機理、優(yōu)化性能和提高可靠性，才能創(chuàng)自己的品牌和名 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 牌產(chǎn)品。 2 打緯機構的介紹 述 打緯機構是織機的主要機構之一，作用是將織機主軸的勻速旋轉運動轉化為搖軸的非勻速擺動，把新引入的緯紗推向織口形成織物，要求鋼扣在后心位置要有停頓時間或“近似停頓”時間，以便有充分的時間完成打緯運動。 為了實現(xiàn)理想的打緯運動，并使打緯機構符合織造工藝要求，達到最佳經(jīng)濟效益，對打緯機構的工藝要求如下： （ 1）有利于打緊緯紗 鋼筘將引入梭口的緯紗打向織口，打緯機構的打緯力必須要適應所織織物的要求，如：緊密厚 重的織物要求打緯力堅實有力；輕薄織物要求打緯柔和。同時在經(jīng)紗方向要求鋼筘必須具有足夠的剛度，方可打緊緯紗。 （ 2）盡可能減小打緯動程 打緯動程：筘座從后止點擺動到前止點，鋼筘上的打緯點在織機前后方向上的水平位移量。打緯動程越大，筘座運動的加速度也越大，不利于高速織造。 （ 3）筘座的轉動慣量和筘座運動的最大加速度 在保證打緊緯紗的前提下，應盡量減小筘座的轉動慣量及最大加速度，以減小織機的振動和動力消耗。 （ 4）筘座運動應盡可能與開口、引緯相配合 在滿足打緯條件下，盡可能提供大引緯角，以保證引緯順利進 行。擴大引緯角，織機主軸一回轉中引緯的時間增長，有利于增大織機幅寬，提高車速，降低梭子飛行速度及減少機物料消耗。 （ 5）打緯機構應力求結構簡單堅固，操作安全裝配方便。 種典型打緯機構 目前織機上常用的打緯機構有連桿打緯機構和共軛凸輪打緯機構。連桿打緯機構基本是四連桿非分離筘座式和六連桿式；共軛凸輪打緯機構則基本是分離筘座式 【 2】 。 連桿打緯機構 大利 型劍桿織機采用四連桿打緯機構，該結構簡單，制造容易，但在曲柄后止點附近時，筘座無靜止時間，如果允許 5打緯位移，能實現(xiàn) 65° 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 左右的“近似停頓”時間，性能比共軛凸輪打緯機構差，它主要用于非分離式筘座。 圖 1圖 1 有梭絲織機的四連桿打緯機構。主軸 1 上的曲柄 2，其頸上包有軸承 3，經(jīng)鋼片夾 4 與牽手 5 相連接。牽手 5 的另一端活套在筘座腳 6 的牽手栓 7 上。兩只筘座腳 6 則借托腳 8 固裝在搖軸 9 上。當主軸轉動時，通過曲柄 2、牽手 5 及牽手栓 7 使筘座腳 6 繞搖軸 9 的中心擺動，從而使固裝在筘座腳上的筘座 10、鋼筘 11 隨之前后擺動，實現(xiàn)將緯絲 推向織口。 1 一 主軸； 2 一 曲柄 ； 3 一 軸承； 4 一 鋼片夾； 5 一 牽手； 6 一 筘座腳； 7 一 牽手栓； 8 一 托腳； 9 一 搖軸； 10 一 筘座； 11 一 鋼筘； 12 一 筘帽 圖 1梭絲織機四連桿打緯機構 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 1應用于噴水織機中的四連桿打緯機構，這種打緯機構稱為內(nèi)藏式四連桿打緯機構。 噴水織機和 噴水織機都采用了這類打緯機構，這些機構都采用短牽手和短筘座腳。為適應高速，其曲柄、牽手和筘座腳等密封在機架箱形墻板中，以油浴潤滑。 1 一 鋼筘； 2 一 筘座； 3 一 夾片； 4 一 輔助筘座腳； 5 一 鋼管； 6 一 曲柄 圖 1水織機四連桿打緯機構 圖 1 A 為曲軸中心， D 為搖軸中心， C 為牽手栓中心， 曲柄半徑，牽手， 筘座腳 【 9】 。牽手的長短是以牽手長度 曲柄半徑 比值大小來表示的。當 B<3 時，就稱為短手打緯機構。牽手越短，筘座在后死心附近的運動就越慢，慢到一定程度就可以看成是靜止不動。但是牽手縮短后，機構的壓力角θ增大，機構的傳力情況惡化，因此，近似靜止時間與壓力角是一對相互牽制的矛盾。 圖 1短牽手打緯機構示意簡圖 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 六連桿打緯機構 隨著織機幅寬的增加及車速的提 高，對搖軸的相對靜止時間及停歇質量提出了更高的要求，因此，在許多的織機中選用了六連桿的打緯機構，這類機構停歇時間更長，停歇質量明顯提高，例如，畢加諾 80°，筘座擺角相對誤差為 11]。而且 筘幅大于 230寬幅織機，一般也采用六連桿打緯機構，該打緯機構能在較高的車速下提供足夠長的引緯時間，以滿足寬幅織物的引緯需要 [10]。 圖 1 噴氣織機六連桿打緯機構原理圖。該機構由曲柄搖桿機構和雙搖桿機構組成。主軸回轉中心 柄 1、第一 連桿 2、第一搖桿 3、搖桿中心 曲柄搖桿（四連桿）機構。而搖桿中心 一搖桿 3、第二搖桿 5 和第二連桿 4 為雙搖桿機構。 搖軸中心，帶動筘座和異形筘擺動。這種機構允許 5右的打緯位移，能實現(xiàn) 120°左右的“近似停頓”時間，其性能優(yōu)于四連桿打緯機構，但比共軛凸輪打緯機構差，另外該機構鉸鏈點較多，累計誤差大，因此加工精度要求比四連桿打緯機構高 [3]。 1 一 主軸 ； 2 一 第一連桿； 3 一 第一搖桿； 4 一 第二連桿； 5 一 第二搖桿 ； 6 一 異形筘； 主軸回轉中心； 搖桿中心 ； 搖軸中心 圖 1噴氣織機六連桿打緯機構原理圖 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 共軛凸輪式打緯機構 無論是四連桿還是六連桿打緯機構，其筘座在后心處無絕對靜止時間，只有相對靜止時間。雖然六連桿打緯機構的筘座在后心的相對靜止時間比四連桿打緯機構有所延長，但還是不能滿足那些引緯機構固定在機架上的織機，如片梭織機和大多數(shù)劍桿織機的引緯要求。但是共軛凸輪打緯機構就很容易滿足打緯要求的運動規(guī)律，能實現(xiàn) 240°左右的完全停頓時間，如 大利 司 )、 96(浙江泰坦 )和 紡機 )等就采用該類型機構，不過凸輪廓線加 工精度要求相當高，如存在誤差就產(chǎn)生沖擊，機構振動大，使織物產(chǎn)生“開車稀密路”疵點，反而限制了車速的提高。目前，國內(nèi)的凸輪制造技術水平與國外相比還有一定差距，國內(nèi)企業(yè)一般還沒有真正設計意義上的凸輪產(chǎn)品，通常是通過反復測繪反求而進行制造，不知其機理，因此加工出來的凸輪產(chǎn)品性能差，關鍵技術掌握在一些專業(yè)的凸輪制造廠家和科研機構中，無法通過技術引進來提高我國的制造水平。 1一主軸； 2一主凸輪： 3、 8 一轉子； 4一筘座腳； 5一搖軸； 6一筘座； 7 一鋼筘； 9— 副凸輪 圖 1打緯機構 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 1緯機構，主要由主軸、主凸輪、副凸輪、轉子、筘座腳、搖軸、筘座和鋼筘等組成。當主軸 1 轉動時，主凸輪 2 通過轉子 3 帶動筘座腳 4 以搖軸 5為中心按逆時針方向 擺向機前，通過筘座 6 上的鋼筘 7進行打緯。此時，轉子 8緊貼副凸輪 9。打緯結束后，副凸輪變成主動，推動轉子 8，使筘座腳按順時針方向向機后擺動。此時轉子 3 互共軛完成。 又緊貼主凸輪。筘座運動由主副兩凸輪相互共軛完成。 打緯機構國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外對打緯機構的研究敘述如下： 拉格朗日第二類方程建立了四連桿打緯機構動力學 數(shù)學模型，提出了一種考慮構件之間間隙存在前提下機構各參數(shù)對其動力學特性影響的快速分析方法 [4]， C 等對有梭織機的六連桿打緯機構進行剛體運動學建模，并進行參數(shù)優(yōu)化，得到筘座在后心位置停留 95°的良好效果 [5]。 析了兩種用組合曲線來設計打緯共軛凸輪輪廓曲線方法，并分析這兩種方法設計的凸輪打緯時的加速度、筘座反力和凸輪壓力角 【 6】 。 考慮彈性變形的基礎上對打緯過程進行動力學分析 【 7】 。 國內(nèi)陳靜、馮志華考慮剛彈耦 合的影響采用柔性多體系統(tǒng)建模方法建立了噴氣織機四連桿打緯機構的微分一代數(shù)動力學控制方程組，并將其轉化為常微分方程組。王亞平、吳小平等利用機械系統(tǒng)仿真軟件 立 桿織機的凸輪打緯機構的仿真模型，分析了不同轉速、不同滾子與凸輪之間的接觸剛度和接觸預緊力下鋼筘最大角加速度和軸承處的受力 【 8】 。 國內(nèi)還有馬小利、沈丹峰、徐衛(wèi)英、梁海順、程軍紅等學者對四連桿打緯機構構進行運動特性分析；張春林、于曉紅、袁麗清、牛建設、郜劍等對共軛凸輪打緯機構進行運動分析或對凸輪輪廓曲線進行研究；馬世平、王光華、王浩程 、曹清林、袁守華等對六連桿打緯的運動特性進行分析。 3 報告的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題 本內(nèi)容 本文將通過使用 橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構（如圖 1行運動分析。通過計算機輔助來確定合理的參數(shù)。其中涉及到的工作包括以下幾個方面。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 1） 掌握打緯機構的工作工藝要求； 2） 建立機構運動的數(shù)學模型； 3） 通過 且確定合理的參數(shù)，得到合理的軌跡； 4） 根據(jù)獲得的參數(shù)在 括零部件和裝配體，對關鍵的打緯部分進行有限元分析，并在 進 行仿真； 5） 設計完整體裝配后，進行二維加工圖紙繪制。 圖 1圓齒輪 — 一曲柄搖桿打緯機構 主動橢圓齒輪 1 裝在織機主軸 0 上，其旋轉中心為橢圓齒輪的一個焦點。通過橢圓齒輪 1 和 2 的傳動，將運動和動力傳到軸 A 上， A 為從動橢圓齒輪 2 的一個焦點；然后通過曲柄搖桿機構 運動轉化為搖桿 非勻速往復擺動 (曲柄 從動橢圓齒輪 2 固結 )， A 點為橢圓齒輪 2 的轉動中心，打緯桿處于前心初始位置時 C 在 延長線上 [14]。 解決的主要問題 我國雖然織布基本已經(jīng)實現(xiàn)了機械化，但是效率和成本都很低而且 不具有自主知識產(chǎn)權，從而嚴重影響國產(chǎn)織機的規(guī)?；a(chǎn)。而本文提出的新型打緯機構采用了兩級傳動，通過合理設計橢圓齒輪和曲柄搖桿的各機構參數(shù)，能實現(xiàn)筘座在后心位置長時間的停頓，并且具有很好的運動學特性，滿足織造工藝要求，具有完全自主知識產(chǎn)權。 4 研究方案、可行性分析及預期研究成果 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 本課題以橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構為對象，根據(jù)工藝要求，在分析符合的參數(shù)后，確定運動軌跡，和機構參數(shù)。 究方案 橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構由圖 10為主動橢圓齒輪的焦點，也是織機主軸轉動中心， ，為該橢圓齒輪的一個焦點，曲柄過連桿 筘座 過優(yōu)化橢圓齒輪的短長軸之比 k(偏心率 )、 當曲柄 即筘座 與支座 始安裝角δ (安裝時主動橢圓齒輪長軸與 、四根桿件的長度和支座 以獲得類似共軛凸輪打緯機構運動規(guī)律。橢圓齒輪一曲柄搖桿打緯機構的重要參數(shù)是四桿桿長和δ ，δ角由四桿桿長和 行性分析 橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機 構通過橢圓齒輪和曲柄搖桿來控制最后的打緯軌跡，而通過β、δ參數(shù)和橢圓偏心率設定的仿真軌跡來調整各個零件，因此該機構可行，而且先前已經(jīng)有對該類型機構有過研究和專利申請 [12]。 期研究成果 從工藝的要求出發(fā)，掌握機構設計的一般流程，完成的機構的設計計算，確定零件的參數(shù)，繪制機構圖紙。最終 研制一種完成打緯動作的部件。 5 研究工作計劃（進度安排） 起止時間 內(nèi)容 達畢業(yè)論文任務 成中外文資料收集 成外文翻譯、文獻綜述 成開題報告 成開題答辯 成部分打緯機構參數(shù)設置 成總的參數(shù)設置 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 成二維工程圖紙的設計 成三維零部件設計并裝配，努力實現(xiàn)仿真 成論文初稿 一步完善 分論文提前答辯 成論文定稿 成論文答辯 校前） 論文修改（優(yōu)秀論文壓縮為規(guī)定字數(shù)），交紙質和電子稿 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 參考文獻 [1] [2] 王皓．紡織機械行業(yè)知識產(chǎn)權戰(zhàn)略初析 [J]．知識產(chǎn)權， 2004， (5)： 19 [3] 陳明．新型織機 [M]．上海：中國紡織大學出版社， 2002， 5． [4] of a ]． 1992， 27(3)： 331 [5] C． M． K． ． G． A in a ]． of 2006， 97(6)： 513 [6] of J]． of 1993， 84(3)： 3877] of ]． 1991， 61(12)： 760 [8] 王亞平，吳小平，宋梅利等． 桿織機振動問題的仿真研究 [J]，紡織學報， 2002， 23(6)： 492 [9] 何敏英．短牽手打緯機構的設計 [J]．上海紡織工學院學報， 1980，第二期． [10] 胡飛雪．高速噴氣機打緯機構的彈性動力分析 [D]．碩士論文， 2007， 0601 [11] 曹清林，楊玉萍，沈世德．雙支點六連桿打緯 機構的設計 [J]．南通工學院學報， 1997， 10． [12] 顧葉琴，趙雄，陳建能，趙勻．一種新型打緯機構的設計與分析 [J]．浙江理工大學學報， 2007， 9． [13] ]. 8:630. [14] ， p ]. 011) 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文）文獻綜述報告 班 級 姓 名 課題名稱 橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構的分析與設計 文獻綜述 （ 內(nèi)容包括國內(nèi)外本課題及相關研究現(xiàn)狀、分析及參考文獻目錄 ，字數(shù)不少于2000 字 ） 目 錄 1 前言 2 打緯機構的介紹 述 種典型打緯機構 3 國內(nèi)外打緯機構的發(fā)展狀況及研究成果 4 總結 參考文獻 （報告全文附后） 指導 教師 審批 意見 簽名： 年 月 日 橢圓齒輪曲柄搖桿打緯機構的分析與設計 單嘉岱 (機械設計制造及其自動化 09(4)班 1 前言 我國是紡織大國，紡織品的出口量位居世界第一，同時也是紡織機械進口大國，據(jù)我國海關統(tǒng)計， 2006年 1械進出口總額為 38． 02億美元，同比增長 其中進口金額為 29． 16億美元，紡織機械出口金額為 8． 87 億美元 [1]。在 1： 3 的紡織機械中，織機位居第二，為 同比增長 17． 86％，主要是噴氣織機、劍桿織機和片梭織機。 2008 年上半年我國紡織機械及其零附件出口額 比增長 6月出口額為 2008 年第二季度我國紡織機械進出口額為 美元，六月進出口額為 我國有不少織機生產(chǎn)廠家，但其產(chǎn)品大 多是中低檔水平，且沒有形成世界知名品牌。雖然有一些廠家開始生產(chǎn)高檔織機，如中國紡織機械集團有限公司和經(jīng)緯紡織機械股份有限公司，但其產(chǎn)品在可靠性和耐久性方面卻遠遠不如進口產(chǎn)品，特別是不能長時間高速運轉 (在演示和展銷期間可以高速運轉 )，究其原因， 除了關鍵零部件的材質和熱處理不過關外，對核心工作部件的工作機理沒有進行深入的研究，造成運動構件之間受力不良也主要原因之一。因此雖國內(nèi)機織在價格上具有優(yōu)勢 (如國產(chǎn)劍桿織機價格平均在 12萬元 /臺，而 2010年進口的劍桿織機平均價格為 美元 )，但很多企業(yè)還是青睞進 口產(chǎn)品。 出現(xiàn)這種狀況的原因是，國內(nèi)織機廠家自主創(chuàng)新能力差。到 2004 年 4月，在我國申請有關劍桿織機機構的相關專利共 35 件，其中國外在華申請 11件，且這11 件已經(jīng)進入實用和推廣。國內(nèi)企業(yè)對核心機構 (如打緯和引緯機構 )的研究還停留在測繪和仿制階段，這不僅帶來侵權法律問題，不可能將企業(yè)做大、做出品牌，同時也由于沒有從理論上進行深入研究，對其中的核心技術沒有完全掌握，就仿制不了預想的性能和可靠性?？梢娍棛C的研究必須走自主創(chuàng)新的道路，必須從核心執(zhí)行機構創(chuàng)新開始，運用計算機分析軟件獲得最佳參數(shù) [12]，取得自主知識產(chǎn) 權，然后再研究其工作機理、優(yōu)化性能和提高可靠性，才能創(chuàng)自己的品牌和名牌產(chǎn)品。 2 打緯機構的介紹 述 打緯機構是織機的主要機構之一，作用是將織機主軸的勻速旋轉運動轉化為搖軸的非勻速擺動，把新引入的緯紗推向織口形成織物，要求鋼扣在后心位置要有停頓時間或“近似停頓”時間，以便有充分的是時間完成打緯運動。 為了實現(xiàn)理想的打緯運動，并使打緯機構符合織造工藝要求，達到最佳經(jīng)濟效益，對打緯機構的工藝要求如下： （ 1）有利于打緊緯紗 鋼筘將引入梭口的緯紗打向織口，打緯機構的打緯力必須要適應所織織物的要求， 如：緊密厚重的織物要求打緯力堅實有力；輕薄織物要求打緯柔和。同時在經(jīng)紗方向要求鋼筘必須具有足夠的剛度，方可打緊緯紗。 （ 2）盡可能減小打緯動程 打緯動程：筘座從后止點擺動到前止點，鋼筘上的打緯點在織機前后方向上的水平位移量。打緯動程越大，筘座運動的加速度也越大，不利于高速織造。 （ 3）筘座的轉動慣量和筘座運動的最大加速度 在保證打緊緯紗的前提下，應盡量減小筘座的轉動慣量及最大加速度，以減小織機的振動和動力消耗。 （ 4）筘座運動應盡可能與開口、引緯相配合 在滿足打緯條件下，盡可能提供大引緯角，以保證 引緯順利進行。擴大引緯角，織機主軸一回轉中引緯的時間增長，有利于增大織機幅寬，提高車速，降低梭子飛行速度及減少機物料消耗。 （ 5）打緯機構應力求結構簡單堅固，操作安全裝配方便。 種典型打緯機構 目前織機上常用的打緯機構有連桿打緯機構和共軛凸輪打緯機構。連桿打緯機構基本是四連桿非分離筘座式和六連桿式；共軛凸輪打緯機構則基本是分離筘座式 【 2】 。 連桿打緯機構 大利 型劍桿織機采用四連桿打緯機構，該結構簡單，制造容易，但在曲柄后止點附近時，筘座無靜止時間，如果允許 5實現(xiàn) 65° 左右的“近似停頓”時間，性能比共軛凸輪打緯機構差，它主要用于非分離式筘座。 圖 1圖 1 有梭絲織機的四連桿打緯機構。主軸 1 上的曲柄 2，其頸上包有軸承 3，經(jīng)鋼片夾 4 與牽手 5 相連接。牽手 5 的另一端活套在筘座腳 6 的牽手栓 7 上。兩只筘座腳 6 則借托腳 8 固裝在搖軸 9 上。當主軸轉動時，通過曲柄 2、牽手 5 及牽手栓 7 使筘座腳 6 繞搖軸 9 的中心擺動，從而使固裝在筘座腳上的筘座 10、鋼筘 11 隨之前后擺動， 實現(xiàn)將緯絲推向織口。 1 一 主軸； 2 一 曲柄； 3 一 軸承； 4 一 鋼片夾； 5 一 牽手； 6 一 筘座腳； 7 一 牽手栓； 8 一 托腳； 9 一 搖軸； 10 一 筘座； 11 一 鋼筘； 12 一 筘帽 圖 1梭絲織機四連桿打緯機構 圖 1應用于噴水織機中的四連桿打緯機構，這種打緯機構稱為內(nèi)藏式四連桿打緯機構。 噴水織機和 噴水織機都采用了這類打緯機構，這些機構都采用短牽手和短筘座腳。為適應高速，其曲柄、牽手和筘座腳等密封在機架箱形墻板中，以油浴潤滑。 1 一 鋼筘； 2 一 筘座； 3 一 夾片； 4 一 輔助筘座腳； 5 一 鋼管； 6 一 曲柄 圖 1水織機四連桿打緯機構 圖 1 A 為曲軸中心， D 為搖軸中心， C 為牽手栓中心， 曲柄半徑，牽手， 筘座腳 【 9】 。牽手的長短是以牽手長度 曲柄半徑 比值大小來表示的。當 B<3 時，就稱為短手打緯機構。牽手越短，筘座在后死心附近的運動就越慢，慢到一定程度就可以看成是靜止不動。但是牽手縮短后，機構的壓力角θ增大，機構的傳力情況惡化，因此，近似靜止時間與壓力角是一對相互牽制的矛盾。 圖 1短牽手打緯機構示意簡圖 六連桿打緯機構 隨著織機幅寬的增加及 車速的提高，對搖軸的相對靜止時間及停歇質量提出了更高的要求，因此，在許多的織機中選用了六連桿的打緯機構，這類機構停歇時間更長，停歇質量明顯提高，例如，畢加諾 80°，筘座擺角相對誤差為 11]。而且 筘幅大于 230寬幅織機，一般也采用六連桿打緯機構，該打緯機構能在較高的車速下提供足夠長的引緯時間，以滿足寬幅織物的引緯需要 [10]。 圖 1 噴氣織機六連桿打緯機構原理圖。該機構由曲柄搖桿機構和雙搖桿機構組成。主軸回轉中心 柄 1、第一連桿 2、第一搖桿 3、搖桿中心 曲柄搖桿（四連桿）機構。而搖桿中心 一搖桿 3、第二搖桿 5 和第二連桿 4 為雙搖桿機構。 搖軸中心，帶動筘座和異形筘擺動。這種機構允許 5右的打緯位移，能實現(xiàn) 120°左右的“近似停頓”時間，其性能優(yōu)于四連桿打緯機構，但比共軛凸輪打緯機構差，另外該機構鉸鏈點較多，累計誤差大，因此加工精度要求比四連桿打緯機構高 [3]。 1 一 主軸； 2 一 第一連桿； 3 一 第一搖桿； 4 一 第二連桿； 5 一 第二搖桿； 6 一 異形筘； 主軸回轉中心； 搖桿中心； 搖軸中心 圖 1噴氣織機六連桿打緯機構原理圖 共軛凸輪式打緯機構 無論是四連桿還是六連桿打緯機構，其筘座在后心處無絕對靜止時間，只有相對靜止時間。雖然六連桿打緯機構的筘座在后心的相對靜止時間比四連桿打緯機構有所延長，但還是不能滿足那些引緯機構固定在機架上的織機，如片梭織機和大多數(shù)劍桿織機的引緯要求。但是共軛凸輪打緯機構就很容易滿足打緯要求的運動規(guī)律，能實現(xiàn) 240°左右的完全停頓時間，如 大利 司 )、6(浙江泰坦 )和 紡機 )等就采用該類型機構，不過凸輪廓線 加工精度要求相當高，如存在誤差就產(chǎn)生沖擊，機構振動大，使織物產(chǎn)生“開車稀密路”疵點，反而限制了車速的提高。目前，國內(nèi)的凸輪制造技術水平與國外相比還有一定差距，國內(nèi)企業(yè)一般還沒有真正設計意義上的凸輪產(chǎn)品，通常是通過反復測繪反求而進行制造，不知其機理，因此加工出來的凸輪產(chǎn)品性能差，關鍵技術掌握在一些專業(yè)的凸輪制造廠家和科研機構中，無法通過技術引進來提高我國的制造水平。 1一主軸； 2一主凸輪： 3、 8 一轉子； 4一筘座腳； 5 一搖軸； 6一筘座； 7一鋼筘； 9— 副凸輪 圖 1緯機構 圖 1緯機構，主要由主軸、主凸輪、副凸輪、轉子、筘座腳、搖軸、筘座和鋼筘等組成。當主軸 1 轉動時，主凸輪 2 通過轉子 3 帶動筘座腳 4 以搖軸 5為中心按逆時針方向 擺向機前，通過筘座 6 上的鋼筘 7進行打緯。此時，轉子 8緊貼副凸輪 9。打緯結束后，副凸輪變成主動，推動轉子 8，使筘座腳按順時針方向向機后擺動。此時轉子 3 互共軛完成。 又緊貼主凸輪。筘座運動由主副兩凸輪相互共軛完成。 3 打緯機構國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外對打緯機構的研究敘述如下： 拉格朗日第二類方程建立了四連桿打緯機構動力學數(shù)學模 型，提出了一種考慮構件之間間隙存在前提下機構各參數(shù)對其動力學特性影響的快速分析方法 [4]， C 等對有梭織機的六連桿打緯機構進行剛體運動學建模，并進行參數(shù)優(yōu)化，得到在后心 位置停留 95°的良好效果 [5]。 析了兩種用組合曲線來設計打緯共軛凸輪輪廓曲線方法，并分析這兩種方法設計的凸輪打緯時的加速度、筘座反力和凸輪壓力角 【 6】 。 考慮彈性變形的基礎上對打緯過程進行動力學分析 【 7】 。 國內(nèi)王亞平、吳小平等利用機械系統(tǒng)仿真 軟件 立 桿織機的凸輪打緯機構的仿真模型，分析了不同轉速、不同滾子與凸輪之間的接觸剛度和接觸預緊力下鋼筘最大角加速度和軸承處的受力 【 8】 。 國內(nèi)還有馬小利，沈丹峰，徐衛(wèi)英，梁海順，程軍紅等學者對四連桿打緯機構構進行運動特性分析；張春林，于曉紅，袁麗清，牛建設，郜劍等對共軛凸輪打緯機構進行運動分析或對凸輪輪廓曲線進行研究；馬世平，王光華，王浩程，曹清林，袁守華等對六連桿打緯的運動特性進行分析。 4 總結 總而言之，我國雖然在打緯機構這方面已經(jīng)有所研究， 但其產(chǎn)品大多是中低檔水平。雖然有一些 廠家開始生產(chǎn)高檔織機，但其產(chǎn)品在可靠性和耐久性方面卻遠遠不如進口產(chǎn)品，究其主要原因還是因為我國沒有部件的核心技術，不具有自主的知識產(chǎn)權。所以必須從核心執(zhí)行機構創(chuàng)新開始，取得自主知識產(chǎn)權，然后再研究其工作機理、優(yōu)化性能和提高可靠性，才能創(chuàng)自己的品牌和名牌產(chǎn)品。 參考文獻 [1] [2] 王皓．紡織機械行業(yè)知識產(chǎn)權戰(zhàn)略初析 [J]．知識產(chǎn)權， 2004， (5)： 19 [3] 陳明．新型織機 [M]．上海：中國紡織大學出版社， 2002， 5． [4] of a ]． 1992， 27(3)： 331 [5] C． M． K． ． G． A in a ]． of 2006，97(6)： 513 [6] of J]． of 1993， 84(3)： 3877] of ]． 1991， 61(12)： 760 [8] 王亞平，吳小平，宋梅利等． 桿織機振動問題的仿真研究 [J]，紡織學報， 2002， 23(6)： 492 [9] 何敏英．短牽手打緯機構的設計 [J]．上海紡織工學院學報， 1980，第二期． [10] 胡飛雪．高速噴氣機打緯機構的彈性動力分析 [D]．碩士論文， 2007， 0601 [11] 曹清林，楊玉萍，沈世德．雙支點六連桿打緯機構的設計 [J]．南通工學院學報， 1997， 10． [12] ]. 8:630. 摘要 目前在織機中有三種類型：分別是劍桿織機、噴水織機和噴氣織機，劍桿織機因結構簡單，成本低而應用廣泛。我國是一個紡織大國，但由于我國在現(xiàn)代劍桿織機研究不足，當今劍桿織機機構的知識產(chǎn)權不在我國，就不可能將企業(yè)做大、做出品牌。要改變中高級劍桿織機生 產(chǎn)設備主要依靠進口的局面，必須走自主創(chuàng)新的道路，需要從劍桿織機核心機構開始做基礎性研究工作。劍桿織機的打緯機構主要有三種：共軛凸輪機構、四連桿機構和六連桿機構。 本文綜述了目前國內(nèi)外織機發(fā)展的現(xiàn)狀和打緯機構的研究情況，提出了一種新的打緯機構：橢圓齒輪 分析該機構的打緯性能，建立了機構的運動學數(shù)學模型，列出位移、速度和加速度方程。采用 到打緯機構的運動學特性曲線。 了解和分析機構參數(shù)對運動規(guī)律的影響，通過對機構運動目標的確定，來優(yōu)化打 緯機構的各參數(shù)，本文采用基于 0 編寫的可視化軟件進行人機交互對話優(yōu)化方法，結合實際設計時的結構限制，取得了一組最佳參數(shù)。 關鍵字： 打緯機構；橢圓齒輪；曲柄搖桿；運動學分析 ； 參數(shù)分析 t of is a in in s is in enter