【正文】 劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)及其三維仿摘 要劍桿織機(jī)是一種利用新式劍帶進(jìn)行引緯的無梭織機(jī)。它采用劍桿引緯,主要機(jī)構(gòu)由開口機(jī)構(gòu),打緯機(jī)構(gòu),引緯機(jī)構(gòu), 送經(jīng)機(jī)構(gòu)和卷繞機(jī)構(gòu)等五大機(jī)構(gòu)組成。而在這五大機(jī)構(gòu)中,引緯機(jī)構(gòu)是及其重要的一環(huán),是值得不斷改進(jìn)研究的。本次課題我們主要是對織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)中的傳劍機(jī)構(gòu)進(jìn)行測繪設(shè)計。同時,對不同劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)的工作原理進(jìn)行系統(tǒng)的論述。課題所應(yīng)用的原始數(shù)據(jù)來源于一臺五大機(jī)構(gòu)聯(lián)動的劍桿織機(jī),其引緯機(jī)構(gòu)由同一臺電動機(jī)傳動共軛凸輪式打緯機(jī)構(gòu),經(jīng)四連桿機(jī)構(gòu)和平面雙搖桿機(jī)構(gòu)傳動扇形齒輪做往復(fù)擺動,再經(jīng)定軸輪系以及換向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動轉(zhuǎn)換,傳劍輪的放大,從而得到劍帶的高速往復(fù)直線運(yùn)動完成引緯動作。在傳劍機(jī)構(gòu)的設(shè)計中,換向機(jī)構(gòu)是很重要的,我們將對換向機(jī)構(gòu)中圓錐直齒輪的設(shè)計計算進(jìn)行詳細(xì)的說明。同時,在設(shè)計機(jī)構(gòu)的過程中,我們運(yùn)用PRO/ENGINEER2000i對機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計,以驗(yàn)證機(jī)構(gòu)測繪設(shè)計的完整性。關(guān)鍵詞：引緯機(jī)構(gòu)； 劍桿織機(jī)； 傳劍機(jī)構(gòu)； 換向機(jī)構(gòu)； 四連桿機(jī)構(gòu)； 傳動ABSTRACTThe rapier loom is one kind of shuttleless loom, and it adopts gripperband to stretch the woof. And the main mechanisms consist of five parts: the shedding mechanism, the woof berating mechanism, the filling mechanism, the letoff mechanism and the coiling mechanism. In these five mechanisms, the filling mechanism is much significant, and is also deserved continuously improving and researching. In this thesis we chiefly discuss the mapping and design of the stretch rapier of the filling mechanism. And the thesis expounds systematically the principle of the different filling mechanism of the rapier loom. The initial data of the thesis es from a rapier looms, and the five mechanisms move synchronously and were driven by the same alternative current motor. The motor drives the conjugate cam beatingup that drives a four bar linkage mechanism and a crank rocker mechanism that drive a sector gear as the oscillating transverse motion. The gear’s motion is transferred by a reverse mechanism and is enlarged by the conveyor rapier wheel. At last, the rapierband starts to move speedily as reciprocating straight motion.The conveyor mechanism of the design of the stretching rapier mechanism is most important, and we give the detailed explanation about the design and calculate of the bevel gear of the reverse mechanism.What’s more, we design the threedimensional entity of the mechanism with the PRO/ENGINEER2000i in order to validate the integrality of the design. Key words：Filling Mechanism。 Rapier Loom。 Conveyor Rapier Mechanism。 Reverse Mechanism。 Four Bar Linkage Mechanism。 Transmission 目 錄1 引 言 12 劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)總述 1 新型劍桿引緯機(jī)構(gòu)的分類和特點(diǎn) 1 不同引緯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和傳動原理分析 2 TP500織機(jī)引緯機(jī)構(gòu) 2 C401織機(jī)引緯機(jī)構(gòu) 4 SM92織機(jī)引緯機(jī)構(gòu) 6 GTM織機(jī)引緯機(jī)構(gòu) 8 LT102織機(jī)引緯機(jī)構(gòu) 103 傳劍機(jī)構(gòu)設(shè)計的過程論述 11 設(shè)計方案的論證 11 劍桿引緯中的傳劍輪的尺寸設(shè)計 12 引維機(jī)構(gòu)中劍帶的尺寸設(shè)計 14 劍帶的尺寸設(shè)計 14 劍帶的動態(tài)變化 16 軸的設(shè)計 16 直齒圓錐齒輪的設(shè)計 19 機(jī)構(gòu)材料的選取 24 設(shè)計總結(jié) 25附錄一 非標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表 27附錄二 標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表 28英文資料 29中文翻譯 34參考文獻(xiàn) 38致謝 391引 言新型織機(jī)是織造機(jī)械發(fā)展的方向，也是織造技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。與有梭織機(jī)相比，新型織機(jī)提高了織物品種適應(yīng)性、織物質(zhì)量、入緯率和生產(chǎn)效率，降低了噪音及工人的勞動強(qiáng)度。無梭織機(jī)在近70多年的研究、發(fā)展中已形成了片梭織機(jī)、噴射織機(jī)、劍桿織機(jī)三足鼎立的局面，并向著高速化、智能化、自動化、可靠和多用途的方向發(fā)展。要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，無梭織機(jī)必須廣泛采用電子技術(shù)。產(chǎn)品質(zhì)量與檔次的提高要依托先進(jìn)裝備，依靠傳統(tǒng)管理來控制質(zhì)量的時代已經(jīng)過去，國外目前衡量紡織高效生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)是“熄燈生產(chǎn)，織造不斷頭”。從目前世界范圍內(nèi)織造技術(shù)的發(fā)展趨勢看，以下五點(diǎn)非常突出：一、“三高一優(yōu)”(高速、高產(chǎn)、高效及優(yōu)質(zhì))和挖掘高附加值的織機(jī)仍是紡織機(jī)械發(fā)展的追求目標(biāo)；二、努力擴(kuò)大紡機(jī)的工藝性能，滿足市場對紡織品變化的要求，簡潔靈活，適應(yīng)小批量、多品種，同時也能滿足紡織復(fù)合技術(shù)對紡機(jī)的要求；三、不斷提高織機(jī)的技術(shù)含量和技術(shù)水平，向智能化、自動化方向發(fā)展，推廣應(yīng)用電子技術(shù)，如電子送經(jīng)、電子卷取、電子選緯等，應(yīng)用計算機(jī)控制技術(shù)和IT技術(shù)，織機(jī)控制朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展；四、機(jī)器結(jié)構(gòu)簡化，操作維修方便；五、重視節(jié)約能源，有利環(huán)保。制約我國紡織企業(yè)采用無梭織機(jī)的主因是單機(jī)價格，在很大程度上影響著紡織企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此高檔噴氣、劍桿織機(jī)市場容量將是適度增加，對這兩種無梭織機(jī)需在中檔水平上進(jìn)行研究與開發(fā)。預(yù)計今后技術(shù)進(jìn)步的重點(diǎn)將放在特寬幅織機(jī)與改進(jìn)寬幅織機(jī)的生產(chǎn)能力上，而不太強(qiáng)調(diào)提高車速。在今天的畢業(yè)設(shè)計中，我們將對紡機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢作一次系統(tǒng)的認(rèn)識；對劍桿織機(jī)的引緯機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解和簡單的設(shè)計；對劍桿織機(jī)的電氣控制系統(tǒng)作進(jìn)一步的學(xué)習(xí)、了解和探討；并在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計中利用現(xiàn)代的三維實(shí)體軟件PRO/E對劍桿織機(jī)的引緯機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計和裝配。2 劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)總述 新型劍桿引緯機(jī)構(gòu)的分類和特點(diǎn)引緯機(jī)構(gòu)是織機(jī)中比較關(guān)鍵的部分，其運(yùn)動的精確程度直接影響到織機(jī)的產(chǎn)量、效率和品種適應(yīng)性。目前取代投梭機(jī)構(gòu)的新型引緯機(jī)構(gòu),有劍桿引緯、噴水引緯、噴氣引緯、片梭引緯以及多段梭口引緯等機(jī)構(gòu),隨著現(xiàn)代紡織工業(yè)的發(fā)展我們發(fā)現(xiàn)劍桿引緯機(jī)構(gòu)有著很大的發(fā)展空間。劍桿引緯是一種新的引緯方法，劍桿織機(jī)用劍桿頭代替梭子，用筒子代替紆子，從而大大改善了織機(jī)的性能。劍桿織機(jī)的引緯可以分為單劍桿和雙劍桿，后者是在梭口兩側(cè)各裝一根劍桿，兩根劍桿相向運(yùn)動，送緯劍從儲緯器上將緯紗引到梭口中部，交付給對側(cè)接緯劍，由接緯劍將緯紗引出梭口。雙劍桿引緯又可分為夾持式和叉入式兩種，前者緯紗與劍桿頭無摩擦，緯紗不受損傷，緯紗張力均勻、穩(wěn)定，布面效果好，適宜于織機(jī)高速。但劍桿頭結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，要用專門機(jī)構(gòu)來控制夾持點(diǎn)的定時起閉。叉入式劍桿頭結(jié)構(gòu)簡單，引緯穩(wěn)定可靠，并可以將一側(cè)的布邊織成光邊，即常規(guī)布邊。但由于進(jìn)劍時雙緯引入，緯紗退燒速度成為劍桿速度的兩倍不利于高速，同時引緯時緯紗易發(fā)生纏結(jié)，易于損傷。劍桿織機(jī)的供緯方式有單側(cè)供緯和雙側(cè)供緯兩種，前者是常用的方式，且每緯一剪，因此出現(xiàn)兩邊毛邊。劍桿又分為剛性和撓性兩種，后者是利用剛帶或尼龍帶穩(wěn)定性差，不易控制，剛帶與導(dǎo)軌之間容易摩擦發(fā)熱，容易損壞，比較好的撓性帶是沖孔尼龍帶。而這種新型劍桿引緯機(jī)構(gòu)有如下的特點(diǎn):,采用小的引緯器劍桿頭,這樣減輕了因?yàn)闄C(jī)構(gòu)的動力負(fù)荷,提高了引緯速度,降低了機(jī)油料的消耗；，控制了各種工傷事故的發(fā)生頻率；，簡化了機(jī)構(gòu)，降低了勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率；，使整機(jī)的噪音大大地降低；目前在我國劍桿織機(jī)的使用已經(jīng)很普遍了，但是自己的產(chǎn)品還是很少的，不利于我國在紡織品行業(yè)的發(fā)展，所以有必要對劍桿織機(jī)的整機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)有個很完整的理解。但是鑒于我們的設(shè)計的要求，我將在后面的章節(jié)中主要介紹一下各型劍桿織機(jī)的引緯機(jī)構(gòu)的設(shè)計原理和運(yùn)動分析。 不同引緯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和傳動原理分析 TP500織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)如圖21所示，是TP500引緯機(jī)構(gòu)的原理示意圖，圖中1為筘座平面，2為傳劍輪，3為搖軸。引緯機(jī)構(gòu)的兩個自由度分別來圖21 TP500織機(jī)的引緯機(jī)構(gòu)的傳動原理圖自打緯機(jī)構(gòu)和和傳劍機(jī)構(gòu)。根據(jù)送緯劍、筘座腳OC接緯劍的不同的運(yùn)動的要求，送緯劍機(jī)構(gòu)為一組六連桿機(jī)構(gòu)，如圖（1）所示；接緯劍機(jī)構(gòu)則采用四連桿機(jī)構(gòu)，如圖（2）所示；現(xiàn)以送緯機(jī)構(gòu)為例說明其整個系統(tǒng)的傳動過程。主軸O1傳動打緯機(jī)構(gòu)O1BCO，帶動筘座平面作往復(fù)擺動；同時，主軸又通過剛性桿O1BA`動六連桿傳動機(jī)構(gòu)O1A`EO2FO。六連桿機(jī)構(gòu)由兩組四連桿機(jī)構(gòu)O1A`(H桿),、 ZZZ7和傳劍輪所構(gòu)成的劍帶動程放大機(jī)構(gòu),使劍桿產(chǎn)生直線往復(fù)運(yùn)動,完成引緯動作。圖22 TP500織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)傳動路線從理論和實(shí)踐上對TP500劍桿織機(jī)的引緯機(jī)構(gòu)的分析和運(yùn)用表明,TP500除了采用非分離筘座和易于改變幅寬的特點(diǎn)以外,還有以下特點(diǎn):,能簡單的可靠的獲得不同尺寸的筘幅系列；,緯紗張力變化小,調(diào)整方便；,可以在小范圍內(nèi)(10度左右)調(diào)整劍頭進(jìn)出梭口的時間,以改變擠壓度。但是在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中,我們講究的是生產(chǎn)效率以及機(jī)械損壞后的易于維修,從它的運(yùn)動原理圖我們可以知道此機(jī)構(gòu)通過一個四連桿機(jī)構(gòu)、一個六連桿機(jī)構(gòu)以及一個行星差動輪系的合成動作才完成整個設(shè)計所要達(dá)到的目的,其中的運(yùn)動太過于煩瑣,機(jī)構(gòu)也太復(fù)雜,。 C401織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)引緯機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)和傳動C401織機(jī)采用變螺距引緯機(jī)構(gòu)來完成空間兩垂直相錯軸線的傳動，具有傳動鏈短、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小的特點(diǎn)。如圖23所示，它由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)ABC和螺旋副機(jī)構(gòu)CD組成。主軸通過同步帶直接驅(qū)動曲柄，經(jīng)過雙連桿使滑塊型螺母產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動，螺母內(nèi)由兩對滾子與螺桿的螺旋面相嚙合，形成螺旋副。圖23 C401織機(jī)變螺距引緯機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動原理圖螺母的直線往復(fù)運(yùn)動直接變成螺桿的不勻稱擺動，最后通過劍輪的放作用，帶動劍帶運(yùn)動。引緯機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)尺寸是：曲柄AB的長度為120mm，調(diào)節(jié)曲柄的長度可以劍帶所需要的動程；雙連桿BC為340mm；劍輪的分度圓直徑D`，偏距e為15mm；螺桿的中徑d為46mm左右，平均螺距h 為96mm左右。引緯運(yùn)動的結(jié)果分析假設(shè)機(jī)構(gòu)為正置，e值忽略不計，則從曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可以得到滑塊螺母C的運(yùn)動方程為 Х=f(α)= （21） 滑塊螺母的行程x和螺桿的擺動轉(zhuǎn)角θ之間的關(guān)系由變螺距方程θ=F（x）決定。設(shè)劍桿位移S為： S=D`*θ/2 （22）于是最終可以由S=D`*F[f（α）] （23）對時間求導(dǎo)后便可以得到劍桿的速度和加速度。由此可見，劍桿運(yùn)動取決于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和變螺距方程的設(shè)計。劍桿運(yùn)動的實(shí)測曲線如圖24所示，從圖中可以看到劍桿進(jìn)足是的加速度為零。毫無疑問，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)能保證α=α2是有f`（α）=0，而變螺距方程的設(shè)計也必定使α=α2使有F`（x）=0，從而能保證劍頭進(jìn)足時劍桿的加速度為0。 圖24 C401織機(jī)劍桿運(yùn)動實(shí)測曲線圖劍桿進(jìn)足時加速度為0的優(yōu)點(diǎn)是在交接緯紗時可以使劍帶無慣性伸長，接緯劍、送緯劍相對速度小，有利于穩(wěn)定可靠地交接緯紗，這使靠變螺距設(shè)計來達(dá)到地。因?yàn)槁菪钡貍鲃有瘦^低，所以C401織機(jī)將滑塊螺母設(shè)計成滾動摩擦，并輔以油浴 滑，以補(bǔ)救這個致命地缺陷。應(yīng)該指出地使本機(jī)在非滿織造條件下，劍桿進(jìn)足時加速度不能為0，加速度數(shù)值地大小取決于筘幅變化的大小，筘幅減小越多，劍桿進(jìn)足時加速度數(shù)值越大。所以織機(jī)在不同的筘幅時的變螺距螺桿時不能通用的。 SM92織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)引緯機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)和傳動原理SM92劍桿織機(jī)的引緯機(jī)構(gòu)的原理示意圖如圖25所示，它采用分離筘座，故打緯和引緯不存在直接的傳動聯(lián)系，引緯機(jī)構(gòu)為一個自由度，有共軛凸輪和連桿機(jī)構(gòu)組合而成。筘座在后心位置完全靜止時引緯運(yùn)動開始。共軛凸輪1使剛性角形桿H1AH2作往復(fù)擺動，擺桿AB