【文章內(nèi)容簡介】 2γ2γε （2—10)α2=??Qi2=arccos（11εγ12ε2γε）?ξ2πεarccos（112εγ1ε2γ2γε ） (2—11)對于小圈條，由圖2—3 (b)可得 Cos?=b2+e2a22be=er+r02+e2r+r022be=12rr0be=11εγ2ε1+2γ2γε (2—12) cos?Q=a2+e2b22ae=r+r02+e2er+r022ae= 2r+r0e4err02ae=1era2r0e=12ε1+γ1ε2γε (2—13) α 2 =?+?Qi2=arccos?(11εγ2ε1+2γ2γε)177。ξ2πεarccos?(12ε1+γ1ε2γε) (2—14)將式(2—11)或式(2—14)代入式(2—8)即得圈條容量系數(shù)ι與偏距比ε的關系式，以條寬比γ和圈距系數(shù)ζ為參變量可繪出曲線ι—ε圖2—5。對于大圈條，根據(jù)式(2—11)可知，當ε一γ及ζ一2ε時，? =?Q=π，故α=2(π干1)，此時只有靠卷裝周緣有條子，氣孔直徑達到最大，卷裝容量最小。當2ε=1一γ時?=π，?Q=0，α=2π，此時氣孔直徑已縮小為零，最密圈亦縮到最小，每增加一圈棉條，最密圈的厚度即增大一個t值，卷裝的容量亦受到限制。所以，ε∈[γ，0．5(1一γ)]。對于小圈條，根據(jù)式(2—14)可知，當2ε=1一γ時?=π而?Q=0。故α=2π。此時氣孔直徑亦縮小到零。而當ε=l—γ即e=R一r0時，?=0，?Q=π，故i2=π(R一r0)r0，此時氣孔直徑則達到最大，所以，ε∈[(1—γ)，(1—γ)]。(a) i2=ωQωT+1（b） i2ω‘QωT1圖2—5 ι—ε曲線圖從圖2—5可知，無論大、小圈條，ι—ε曲線均呈上凸狀，表明確有最大容量和最優(yōu)偏距存在。當γ，這些曲線在其極值點附近較為緩和地下降，表明選用的偏距如稍許偏離了最優(yōu)值，造成的圈條卷裝容量減少并不十分明顯。再從式(2—8)、式(2—9)和式(2—10)的分析結果來看．大、小圈條都以上、下盤作異向轉動時取得稍大的極值容量[9]。至于大、小圈條在上、下盤轉向取同樣選擇和γ值相同時所獲得的極值容量相差不大。 偏距比ε*的最優(yōu)值計算欲使式(2—8)的ι獲得極大值，則應令dι／dε=0，即得 α177。ξ2πε21γ11εγ1?ξ2πεdαdε=0 （2—15）對于大圈條，由式(2—11)求得12dαdε=2γsin?2ε2+1γ14εε212ε2177。ξγπsin?Q2ε2+1γ（12ε2γ）ε2（1ε2γ）2177。ξ?Q2πε2 （2—16）式中sin?、sin?Q和角?Q由式(2—9)、式(2—10)求得。 對于小圈條，由式(2—14)可求得12dαdε=2γsin?2ε2+1γ（14ε2γ）ε2（2ε1+2γ）2177。ξγπsin?Q2ε2+1γ（12ε）ε3（1ε）2?ξ?Q2πε2 （2—17）式中sin?、sin?Q和角?Q由式(2—12)、式(2—13)求得。分別代入后求得大、小圈條容量極限條件式，其根即是偏距比的最優(yōu)值ε*,制成表26，供選用時參考。再變化C/2 r0 的值可解的偏距比ε*(=e*/R)如表27所示表26 圈條器上、下盤（作異向轉動時）中心偏距的最優(yōu)值ε*表27 最優(yōu)偏距比e*/R第3章 Ф800圈條器的結構設計 Ф800圈條器的設計方案本次畢業(yè)設計參照了立達開清棉機－FA211梳棉機[13]進行設計，并經(jīng)本文第1章圈條器類型分析后，最終確定設計?800圈條器，圈繞方式為異向大圈條。 行星式圈條器的機構(1）傳動系統(tǒng)：動力由梳棉機的大壓輥輸入，經(jīng)立柱內(nèi)一對圓錐齒輪變換方向，然后再經(jīng)二齒差減速器分別傳動圈條部件中的上齒輪和下齒輪，使圈條盤進行自轉和圈條盤座架相當于傳統(tǒng)圈條器結構中的底盤的公轉，形成周轉輪系的卷繞運動。(2）立柱：采用鋼管結構，管體除作立軸支承外，還可以與整個立柱部件一起與相對于其上的減速部件、圈條部件及其下部的棉條筒作左右一定范圍內(nèi)的轉動，以適應各類左、右手梳棉機，靈活配置。管內(nèi)圓錐齒輪，除作動力傳遞外，還可根據(jù)本圈條器安裝在梳棉機的左側或右側，而只要將該圓錐齒輪按實際位置安裝，以保證圈條器上部(俯視)有自轉和公轉均為逆時針的回轉運動。(3）減速裝置：采用兩齒差行星減速器。(4）圈條裝置：無斜管(與傳統(tǒng)結構不同)，棉條經(jīng)引向導輪，公轉張力補償導輪，自轉張力補償導圈，再通過裝于輸出小壓輥上部的喇叭頭，然后由輸出小壓輥直接輸入棉條筒。輸出小壓輥為積極傳動并附設加壓機構。圈繞運動(公轉與自轉)由行星輪系與定軸輪系進行傳動，圈條器上部有三個旋轉支承部分，采用鋼絲與鋼珠組成的鋼絲跑道結構，鋼絲直徑為3毫米，鋼珠直徑為8毫米，并配有滾珠保持圈。（5）導條張力補償裝置：分別采用導輪與導圈作公轉與自轉的補償。（6）棉條筒定位裝置：采用三點接觸，并借助彈簧片自然定位。（7）斷頭自停裝置：采用光電感應控制梳棉機道夫自停，慢速生頭時光電不起作用。（8）圈條器底板：底板為承受條筒、立柱和支承之用，使整個圈條器連成整體，若不用底板(即不挖底盤坑式)亦可就地裝用。（9）圈條器轉動副：?800行星式圈條器采用鋼絲跑道式軸承作為轉動副。 行星式圈條器傳動系統(tǒng)簡介圖31 Ф800行星式圈條器機構運動簡圖?800行星式圈條機構取消了底盤轉動，棉條筒不動，它的圈條原理與傳統(tǒng)圈條機構相似，其機構簡圖如圖3－1所示（大圖見附錄1）。 ?800圈條器包含有兩套非定軸行星輪系4－5－6和－7－8，分別實現(xiàn)圈條盤自轉，坐圈公轉和小壓輥回轉以輸出棉條。動力分兩路輸出，一路經(jīng)1，2，3軸中一對錐齒輪傳動主軸D；另一路經(jīng)1，13，14軸傳動—對大壓輥，主軸D一方面直接傳動固接在其上的帶輪V，通過同步齒形帶，經(jīng)齒輪圈齒(內(nèi)外)傳動行星輪，使之獲得自轉轉速。另一方面，主軸D經(jīng)由，，與組成的差動輪系減速機構，通過同步齒形帶傳動坐圈(大齒圈)，使其獲得轉速，也就是行星輪的公轉速度。同時與坐圈固定在一起的內(nèi)齒條也以同樣轉速回轉，傳動，使之獲得自轉速度。又以行星輪固連的機件為轉臂(亦即以行星輪為轉臂)進行公轉，的轉速就是的公轉速度，再經(jīng)軸8傳動9，使小壓輥回轉而輸出棉條[11]。 總之，圈條機構通過自轉速度和公轉速度這兩個轉速來滿足圈條工藝要求，行星輪一轉圈放一圈棉條，而坐圈一轉，圈放一層棉條。 圈條形式的選擇所謂圈條形式的選擇，就是選擇產(chǎn)生不勻率最小的圈條形式。由于知識有限，在此就不作計算分析。由前人研究可知：大圈條異向轉動產(chǎn)生的不勻率是四種圈條形式不勻率中的最小者，因此異向大圈條的形式就被選定了。 偏心距e的確定對于偏心距e的確定，傳統(tǒng)設計認為，在保證圈條正常運行的情況下，盡量取得容量的最大值。?800型行星式圈條器e值的確定不僅要考慮容量的影響，而且要考慮粘連角及圈條不勻率等其他因素的影響。在本次設計中，由于知識有限，本人單從容量方面用運Matlab對偏心距e進行初步優(yōu)化分析。 建立數(shù)學模型（1）目標函數(shù)級變量e的建立由2. 5節(jié)知圈條容量系數(shù)與偏距比的關系式如下： （ 注：R為條筒半徑，e為偏心距，C為棉條間距,2 r0為棉條直徑。）大圈條的中心角：小圈條的中心角：其中：目標函數(shù)既為容量系數(shù)，變量偏心e。（2）約束條件：對于大圈條有： 對于小圈條有： 利用MATLAB對偏心距e最優(yōu)化在第二章中已經(jīng)介紹卷裝容量在筒徑及筒高等條件確定后，起決定因素是偏心距。因此，選擇合適的偏心距是提高圈條效率的重要環(huán)節(jié)。由于只考慮容量對e的影響，將優(yōu)化變?yōu)楹唵蔚膯巫兞亢瘮?shù)求最值問題，求容量系數(shù)的倒數(shù)最小時e的取值。在MATLAB中使用fminbnd求其最小值：為了編程方便，令E=ε , Y=γ , y=ζ , q=α , c=ι其中 ε 為偏距比即為偏心距e與條筒半徑R之比 即:ε=e/R γ 為條寬比即棉條半徑r0筒半徑R比 即:γ= r0/R ζ 圈距系數(shù)即相鄰圈條之間距離C與條筒半徑R之比 即: ζ=C/R ι 圈條容量系數(shù)（1）圈條盤和條筒同向轉時建立數(shù)學模型大圈條的目標函數(shù)：function A=func1(E) % E=e/RR=400。r0=10。C=20。Y=r0/R。y=C/R。q=2*(acos(1(1EY)/(12*E)*2*Y/E)+(y/(2*pi*E))*acos(1(12*EY)/(1E2*Y)*2*Y/E))。c=(1EY)/q*(1+y/(2*pi*E))。A=1/c。調用函數(shù)：[E,A]=fminbnd(39。func139。,)結果：E= ， A= ， e=E*400=改變Y的值，調用函數(shù)并繪制cE曲線圖fplot(‘func11’,[,]) hold on。fplot(‘func12’,[,])hold onfplot(‘func13’,[,])hold onfplot(‘func14’,[,])hold onfplot(‘func15’,[,])hold onfplot(‘func16’,[,])hold onfplot(‘func17’,[,])hold onfplot(‘func18’,[,])hold on（注：具體函數(shù)見附錄2）小圈條的目標函數(shù)：function A=func2(E) % E=e/RR=400。r0=10。C=20。Y=r0/R。y=C/R。q=2*(acos(1(1EY)/(2*E1+2*Y)*2*Y/E)(y/(2*pi*E))*acos(1(2*E1+Y)/(1E)*2*Y/E))。c=(1EY)/q*(1+y/(2*pi*E))。A=1/c。調用函數(shù)：[E,A]=fminbnd(39。func239。,)結果：E = ，A =+015 ，e=E*400=改變Y的值，調用函數(shù)求出cE曲線圖fplot(‘func21’,[,]) hold on。fplot(‘func22’,[,]) hold on。fplot(‘func23’,[,]) hold on。fplot(‘func24’,[,]) hold on。fplot(‘func25’,[,]) hold on。fplot(‘func26’,[,]) hold on。fplot(‘func27’,[,]) hold on。fplot(‘func28’,[,]) hold on。（注：具體函數(shù)見附錄2） 繪出圈條盤與底盤同向轉動時cE曲線圖0