【正文】 要求。機(jī)械凸輪橫動(dòng)提花系統(tǒng)采用鏈輪機(jī)構(gòu)減速器等徑凸輪針排的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。1針距；2針腳長(zhǎng)度；3絨高圖24圈絨地毯（2）橫動(dòng)原理在簇絨過(guò)程中，為了獲得更豐富更美觀的花型，除了利用提花機(jī)構(gòu)通過(guò)控制喂紗量來(lái)獲得不同圈高之外，還需要依靠橫動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用。當(dāng)簇絨針再次下降時(shí)，成圈鉤隨即向左后退，與此同時(shí)底布卻向前進(jìn)行，這樣使第一個(gè)圈絨脫離了成圈鉤。當(dāng)簇絨針繼續(xù)下降到最低位置時(shí)，如圖23b示，此時(shí)成圈鉤緊靠簇絨針而向右運(yùn)動(dòng)，并準(zhǔn)備勾住將要形成的新圈絨。兩個(gè)卷布刺輥與底布的行走速度是同步的，底布行進(jìn)的長(zhǎng)度，就確定了地毯在一定長(zhǎng)度內(nèi)簇絨針扎入底布的針跡數(shù)，同樣也確定了毯面直向的簇絨密度[3]。簇絨針由偏心軸傳動(dòng)穿過(guò)疏狀托板的齒隙做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)程是固定的。如圖21所示，紗線從筒子架上引出，穿過(guò)架頂部的輸紗管，每管穿一根紗1絨紗架；2輸紗管；3簇絨機(jī)構(gòu)；4檢查與修織機(jī)構(gòu)；5成卷機(jī)構(gòu)圖21 簇絨機(jī)的組成可以防止絨紗在小張力下相互纏結(jié)。（3）主軸轉(zhuǎn)速n1=400r/min。 本課題設(shè)計(jì)的目的和要求完成本課題要求我們具備機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、地毯裝備技術(shù)、機(jī)構(gòu)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、三維造型設(shè)計(jì)與工程制圖技術(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)，尤其要對(duì)地毯織造工藝知識(shí)等有一定了解。然而，行業(yè)差距就是發(fā)展空間。地毯行業(yè)有著龐大的客戶群，廣闊的發(fā)展前景。雖然發(fā)達(dá)國(guó)家的貿(mào)易制裁會(huì)連續(xù)不斷，但貿(mào)易自由化是大勢(shì)所趨，占領(lǐng)市場(chǎng)最終要靠產(chǎn)品自身的競(jìng)爭(zhēng)力。2005年，中國(guó)共出口各類(lèi)地毯1．75億平方米，創(chuàng)匯9．3億美元。 地毯簇絨機(jī)橫動(dòng)部件設(shè)計(jì)地毯簇絨機(jī)橫動(dòng)部件設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄1 緒論 1 引言 1 本課題設(shè)計(jì)的目的和要求 2 本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容 22 總體方案設(shè)計(jì) 4 簇絨原理及橫動(dòng)原理 5 橫動(dòng)過(guò)程及方案分析 7 總體方案設(shè)計(jì) 9 9 10 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 133 橫動(dòng)部件零件設(shè)計(jì)與校核 16 橫動(dòng)輪軸設(shè)計(jì)與校核 16 各主要部分輪軸受力分析 16 各主要部分輪軸直徑計(jì)算 16 減速器輸出軸軸各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 減速器輸出軸直徑校核 18 鏈傳動(dòng)具體設(shè)計(jì) 20 鏈傳動(dòng)參數(shù)的選擇 20 主軸鏈輪組設(shè)計(jì) 21 軸承和鍵的選擇 22 軸承的選擇 22 鍵的選擇與校核 234 等徑凸輪設(shè)計(jì) 26 等徑凸輪的概念及設(shè)計(jì)分析 26 等徑凸輪最終輪廓曲線設(shè)計(jì) 275 結(jié)論 306 參考文獻(xiàn) 317 致謝 328 附錄 339 譯文 4110 原文 591 緒論 引言紡織業(yè)在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一直占據(jù)著重要地位,棉紗、棉織物、呢絨、絲織品、化纖、服裝等產(chǎn)量均居世界第一位，服裝出口也多年來(lái)始終保持著世界第一位。2005年全國(guó)機(jī)制地毯總產(chǎn)量為12000萬(wàn)平方米，比上年增長(zhǎng)27．8％；機(jī)制地毯出口3400萬(wàn)平方米，比上年增長(zhǎng)57％，取得了令人矚目的優(yōu)異業(yè)績(jī)。隨著紡織品配額的取消，我國(guó)紡織工業(yè)依據(jù)充足的勞動(dòng)力資源、完整的產(chǎn)業(yè)體系等競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，在紡織品質(zhì)量、檔次和附加值不斷提高的前提下，積極參與原配額設(shè)限國(guó)家和地區(qū)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大國(guó)際貿(mào)易市場(chǎng)份額的潛力。[2]。到目前為止，幾乎所有類(lèi)型的大型地毯織機(jī)、簇絨機(jī)均須依賴進(jìn)口，這不僅耗費(fèi)了國(guó)家大量外匯，還嚴(yán)重制約著我國(guó)地毯生產(chǎn)企業(yè)趕超世界地毯業(yè)先進(jìn)水平的步伐。 地毯簇絨裝備的橫動(dòng)提花是通過(guò)推動(dòng)針排的橫向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,而針排的橫向移動(dòng),可以用凸輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)。（2）針排等負(fù)載的總質(zhì)量為200kg。2 總體方案設(shè)計(jì)簇絨機(jī)是由絨紗架、輸紗管、簇絨機(jī)構(gòu)、檢查與修織和成卷機(jī)構(gòu)等六部分組成。兩組導(dǎo)紗孔中一組是固定在針床上，使每根紗線能正確的導(dǎo)入對(duì)應(yīng)的簇絨針，而另一組導(dǎo)紗孔是擺動(dòng)的，兩組導(dǎo)紗孔相對(duì)位置的變化是當(dāng)簇絨針上提時(shí)防止絨紗突然松弛時(shí)，有一個(gè)蓄納的機(jī)會(huì)，同時(shí)也起到調(diào)節(jié)絨紗張力的作用。在簇絨針的周邊裝有固定的壓腳，防止底布隨簇絨針上提時(shí)浮起。 圖22 簇絨原理示意圖地毯毯面形成圈絨的過(guò)程如下，當(dāng)簇絨針引入紗線后開(kāi)始下降，如圖23a示，與此同時(shí)底布前行，而成圈鉤從原圈絨中向左退出。當(dāng)簇絨針退出底布時(shí)，如圖23c示，此時(shí)成圈鉤在底部下方已握持一個(gè)新圈絨了。成圈后圈絨地毯毯面效果如圖 24示[3]。主要有機(jī)械凸輪橫動(dòng)和電子凸輪橫動(dòng)兩種橫動(dòng)的方法。由于等徑凸輪的外輪廓曲線是一條根據(jù)花形所設(shè)計(jì)的凸輪曲線，所以會(huì)帶動(dòng)推桿，這樣，與推桿相連的針排即會(huì)在等徑凸輪外輪廓曲線的控制下作橫向移動(dòng)。橫動(dòng)機(jī)構(gòu)在控制推桿的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中采用等徑凸輪的方式，作為一種幾何封閉形式保證推桿的來(lái)回周期性運(yùn)動(dòng)。另一部分用于帶動(dòng)凸輪盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)為P2已知凸輪的外形尺寸大約為:外徑D=700mm,內(nèi)徑d=300,厚度h=15mmV=12π（D2d2）15mm3 (23) =(70023002)15mm3=106mm3=103cm3已知鋼鐵密度ρ=所以可得凸輪的質(zhì)量m1=ρV=103cm3 (24) =根據(jù)已知與凸輪相連的軸套質(zhì)量約為1020kg，所以減速器輸出軸軸端負(fù)載可假設(shè)為100kg。在橫動(dòng)部件運(yùn)行過(guò)程中，需要使兩端的推桿組件與直線軸承的中間軸保持相對(duì)靜止的狀態(tài)，考慮到在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)兩推桿組件之間的距離進(jìn)行微調(diào)，所以要保持推桿組件與導(dǎo)向軸的相對(duì)靜止不能采用過(guò)渡配合的方式，在查閱了一些資料后，并在老師的幫助下選擇了一種較為可行的緊固方式，即在推桿組件與導(dǎo)向軸的連接處打一個(gè)與導(dǎo)向軸向垂直的螺紋孔，與導(dǎo)向軸部分相交，將緊固螺栓制作成分開(kāi)的兩部分，底面做成與導(dǎo)向軸相切的圓弧面，從兩端進(jìn)行緊固。圖211 推桿微調(diào)機(jī)構(gòu) 鏈輪張緊機(jī)構(gòu)在機(jī)架上安裝一個(gè)張緊輪的架子，將主動(dòng)鏈輪安裝在架子的頂部，中間部分安裝一個(gè)張緊輪，張緊輪采用滾輪，而不使用鏈輪即可滿足工作要求，即經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。 各主要部分輪軸受力分析如圖31所示，各軸段所需的直徑與軸上的載荷大小有關(guān)。圖31 減速器輸出軸受力示意圖 各主要部分輪軸直徑計(jì)算減速器輸出軸主要受到彎扭共同作用，減速器輸出軸的最小直徑需要根據(jù)式d≥A03Pn (31)初步確定軸的最小直徑，確定后需要校核。然后將軸徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。 減速器輸出軸軸各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖32根據(jù)前面的計(jì)算與分析可知減速器輸出軸最小直徑為35mm 為左端與減速器相配合的部分，根據(jù)減速器的結(jié)構(gòu)尺寸，最小直徑端長(zhǎng)取150mm，為了滿足減速器的軸向定位要求，在最小直徑軸段最右端需制出一軸肩，右端直徑需安裝兩個(gè)M8的螺栓，所以直徑需適當(dāng)擴(kuò)大，取最右端直徑為40mm,最右端的直徑與凸輪套筒之間需要進(jìn)行周向及軸向定位。圖32 減速器輸出軸 減速器輸出軸直徑校核由前面軸的受力簡(jiǎn)圖，做出如圖33所示減速器輸出軸彎矩圖和扭矩圖，對(duì)輸出軸強(qiáng)度進(jìn)行校核。 T軸所受的扭矩。將數(shù)據(jù)代入到公式中得到： σca =M2+(αT)2W (33) =（1000230）2+(250000)35332=[σ1]=60MPa所以軸徑符合要求。可見(jiàn)，小鏈輪的齒數(shù)Z1不宜過(guò)少。在傳動(dòng)比給定時(shí)，Z1大，大鏈輪齒數(shù)Z2也相應(yīng)增大，其結(jié)果不僅增大了傳動(dòng)的總體尺寸，而且還容易發(fā)生跳鏈和脫鏈，從另一方面限制了鏈條的使用壽命。同時(shí)，由于中心距小，鏈條在小鏈輪上的包角（i1）每個(gè)齒輪所受載荷增大，且易出現(xiàn)跳齒和脫鏈現(xiàn)象；中心距太大，松邊垂度過(guò)大，傳動(dòng)時(shí)造成松邊顫動(dòng)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：確定鏈條型號(hào)，鏈節(jié)數(shù)Lp和，鏈輪齒數(shù)Z1，Z2以及鏈輪的結(jié)構(gòu)、材料和幾何尺寸，傳動(dòng)中心距a。（6）計(jì)算壓軸力Fp有效圓周力為:Fe=1000Pv (37)=1000= 鏈輪垂直布置時(shí)的壓軸力系數(shù)KFP=,則壓軸力為Fp=KFPFe (38)= = 軸承和鍵的選擇 軸承的選擇橫動(dòng)部件張緊架上的主軸部分，為安裝方便，選取帶軸承座的軸承。所以選擇圓頭平鍵。減速器輸出軸各軸段直徑已經(jīng)確定，所以易得與減速器相連處的鍵選擇108 GB/T10951979,鍵長(zhǎng)取L=50mm,輸出軸與凸輪套筒連接處的鍵選擇128 GB/T10951979,鍵長(zhǎng)取L=50mm。所以在這里是按鍵的擠壓應(yīng)力對(duì)上面選擇的三個(gè)普通平鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核。4 等徑凸輪設(shè)計(jì) 等徑凸輪的概念及設(shè)計(jì)分析在一個(gè)凸輪上對(duì)稱安裝兩個(gè)帶滾輪的移動(dòng)式從動(dòng)件，從動(dòng)件的位移中心通過(guò)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心，不管凸輪轉(zhuǎn)到任何角度，這兩個(gè)從動(dòng)件的滾輪中心距都是一個(gè)定值，設(shè)計(jì)出這樣的凸輪機(jī)構(gòu)叫等徑凸輪。(2) 在橫動(dòng)過(guò)程中（即曲線B、D段），我們需要保證針排發(fā)生橫動(dòng)的時(shí)候，針處于底布架的上端，并且在橫動(dòng)結(jié)束前，針排與底布架不發(fā)生接觸。又因凸輪一般為等速運(yùn)動(dòng)，所以推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律更常表示為推桿的運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨凸輪轉(zhuǎn)角δ變化的規(guī)律。根據(jù)常用橫動(dòng)機(jī)構(gòu)等徑凸輪的尺寸，最終取基圓直徑為(600+)mm。在過(guò)去的幾年中，我們也陸續(xù)做過(guò)不少設(shè)計(jì)實(shí)踐。我國(guó)是一個(gè)紡織大國(guó)，紡織業(yè)占世界范圍內(nèi)的很大比重，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一直占據(jù)著重要地位。雖然離不開(kāi)指導(dǎo)老師的悉心教導(dǎo)，但是通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程，讓我更好的了解機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)個(gè)過(guò)程，在實(shí)踐中，對(duì)過(guò)去所學(xué)的知識(shí)有了更全面更新的掌握，并且學(xué)到了很多新的東西，對(duì)solidworks、caxa等軟件進(jìn)行自學(xué)，讓我學(xué)會(huì)了更多的知識(shí)，更好的鍛煉了自己各方面的能力。首先要感謝我的指導(dǎo)老師孫志軍老師，孫老師是一位熱心，而且對(duì)學(xué)生、對(duì)工作非常認(rèn)真負(fù)責(zé)的老師。還要感謝各位答辯組的老師，在百忙之中抽出時(shí)間來(lái)審查我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，老師的耐心，細(xì)心，關(guān)心讓我深受感觸，對(duì)此我再次表示敬意。 對(duì)商業(yè)簇絨機(jī)的統(tǒng)計(jì)表明，在紗線上變化的張力傳遞給簇絨針的形式，類(lèi)似于凡奈爾機(jī)器，所以在簇絨插入過(guò)程中通過(guò)使用從凡奈爾機(jī)器實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到的數(shù)據(jù)可以近似觀察最大張力的變化過(guò)程。例如，幾乎沒(méi)有任何有關(guān)張力的或者其他紗線涉及的方面的可用的信息，也沒(méi)有對(duì)簇絨紗線物理要求方面的信息。我們需要有充足的依據(jù)來(lái)分析簇絨過(guò)程的原理，而不僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。當(dāng)簇絨簇絨針再次下降時(shí)，成圈鉤隨即向左后退，與此同時(shí)底布卻向前進(jìn)行，這樣使第一個(gè)圈絨脫離了成圈鉤。在簇絨簇絨針下降并穿過(guò)底布后，紗線穿過(guò)簇絨針孔，因?yàn)樵趶埩2的作用下紗線被固定在一端。紗線的要求，或者紗線的長(zhǎng)度必須下降并穿過(guò)底布，如圖二所示。等式3說(shuō)明了紗線張力的最大值可能出現(xiàn)在簇絨插入過(guò)程中，也就是當(dāng)紗線穿過(guò)簇絨針孔的時(shí)候。對(duì)幾乎所有割絨機(jī)而言，紗線傳遞機(jī)構(gòu)都由一個(gè)往復(fù)式導(dǎo)紗器和勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的傳遞輪組成。過(guò)量喂紗回縮量的幅度取決于紗線長(zhǎng)度的變化，當(dāng)導(dǎo)紗輪位于它的回縮的末端位置時(shí)，如圖三所示。改變?cè)诖亟q針桿軸上導(dǎo)紗點(diǎn)B的位置來(lái)改變紗線的輸送布局，從而改變過(guò)量喂紗量跟回縮量的大小。 紗線張力T的測(cè)量維拉紗線張力計(jì)通過(guò)移動(dòng)計(jì)算器，直接聯(lián)系到外部陰極射線示波器。這種陰極射線示波器被由靠近其行程底布的簇絨機(jī)導(dǎo)紗點(diǎn)B的激活所造成的微運(yùn)動(dòng)所觸發(fā)，確切的說(shuō)是比最低位置提前14度左右。在簇絨針向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中紗線被往下拉穿過(guò)底布并且在簇絨針孔上移動(dòng)并傳遞。當(dāng)簇絨針靠近底布并達(dá)到行程要求時(shí)(大約比底布最低位置提前20度左右),絨線頂部開(kāi)始他們前面的運(yùn)動(dòng)，并且在張力T2的作用下來(lái)自前環(huán)的一定規(guī)定數(shù)量的紗線可能會(huì)被拉著穿過(guò)底布成為紗線的一段。在高速攝影技術(shù)基礎(chǔ)上觀察到的運(yùn)動(dòng)，允許一些上一個(gè)絨圈的紗線被拉進(jìn)正在形成的絨圈中，從而緩解張力T2。類(lèi)似的，最小紗線張力發(fā)生在紗線輸送長(zhǎng)度大于紗線所需長(zhǎng)度的地方(大約在90度與270度位置)。這是根據(jù)以前的經(jīng)驗(yàn)所得，因?yàn)樵谠缙诰捅话l(fā)現(xiàn)調(diào)整紗線輸送機(jī)構(gòu)不能改變紗線輸送形式的特點(diǎn)。這個(gè)儀器由一個(gè)勻速卷筒跟前面用到的維拉紗線張力計(jì)組成。測(cè)量結(jié)果如表1所示。舉個(gè)例子，紗線沿著簇絨針槽傳動(dòng)，因此在它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中基本沒(méi)有什么限制，因?yàn)樗旧砭秃艽?。它可能能從簇絨針上力與紗線張力的關(guān)系上，通過(guò)使用由上式?jīng)Q定的k1的值與式(5):F=k1(k2+1)T+f (5)正如前面所說(shuō)，通過(guò)對(duì)紗線輸送機(jī)構(gòu)的調(diào)整，紗線輸入張力T是會(huì)發(fā)生變化的。很明顯當(dāng)簇絨針穿過(guò)底布的時(shí)候這會(huì)使得簇絨針上的摩擦力發(fā)生變化并且使簇絨針上力與紗線張力之間的聯(lián)系變得更加復(fù)雜。這個(gè)值（1420gwt）需要與當(dāng)簇絨針穿過(guò)底布時(shí)的摩擦力相對(duì)應(yīng)。)+。當(dāng)簇絨針穿過(guò)底布以后，紗線隨著穿過(guò)底布并且穿過(guò)簇絨針孔。當(dāng)對(duì)簇絨針向上的力達(dá)到最大值的時(shí)候，即當(dāng)絨圈開(kāi)始形成的時(shí)候，張力T2與T1之間的關(guān)系可用下式來(lái)表示:T2=F有關(guān)于T的線性回歸曲線表明了在按設(shè)置運(yùn)行的紗線傳遞的變化中，測(cè)量值保持在一定常數(shù)值時(shí)T2和T1之間的關(guān)系。這表明了T0與T1之間的關(guān)系，并且因此F在T上的回歸線與機(jī)器的紗線輸送特點(diǎn)的聯(lián)系變得更為密切。通過(guò)這些我們可以知道，最大紗線張力可能出現(xiàn)在當(dāng)紗線從整個(gè)簇絨周期的0度處輸入時(shí)。 用于上述實(shí)驗(yàn)的聚乙烯薄片底布用一般生產(chǎn)中使用的麻制底布替代。簇絨針摩擦力(1200 gwt)變得更低了，但是回歸梯度的差異并不是很顯著(在90%的置信水平)。結(jié)果如表2所示:表二中的數(shù)據(jù)表明在簇絨時(shí)簇絨針上力與紗線張力的關(guān)系只是輕微的受紗線種類(lèi)的影響。在簇絨周期中有一個(gè)理論的紗線短缺，紗線因此延長(zhǎng)，紗線上產(chǎn)生張力的最大值并被傳送到簇絨針上已經(jīng)同這些點(diǎn)聯(lián)系起