（機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專(zhuān)業(yè)論文）電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)及選針器檢測(cè)儀研制.pdf

浙江大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 當(dāng)前電子提花機(jī)存在機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)速度低 平穩(wěn)性差等缺點(diǎn) 為改善現(xiàn)有電子提 花機(jī)性能 避開(kāi)其傳動(dòng)系統(tǒng)的專(zhuān)利保護(hù) 提高電子提花機(jī)現(xiàn)場(chǎng)安裝工作效率及降 低后期故障檢查成本 本文進(jìn)行了電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)改造及電子選針器檢測(cè)儀 的研制 主要完成了以下工作 1 研究了國(guó)內(nèi)外紡織機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r 重點(diǎn)分析了當(dāng)前電子提花機(jī)傳動(dòng)系 統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)及選針器的工作原理 2 分析并確定利用同步齒形帶作為整機(jī)的動(dòng)力輸入機(jī)構(gòu) 論證設(shè)計(jì)方案并 對(duì)同步齒形帶傳動(dòng)及相應(yīng)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì) 對(duì)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng) 學(xué)分析 利用m a t l a b 對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行輸出 驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性 3 建立提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的虛擬樣機(jī) 利用虛擬樣機(jī)分析軟件a d a m s 對(duì)其 進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析 得出各構(gòu)件的最大受力點(diǎn) 為構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo) 同時(shí) 輸出主軸所受扭矩曲線 為電機(jī)選型提供依據(jù) 4 介紹有限元分析理論 根據(jù)a d a m s 得到的動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果 利用有限 元分析軟件a n s y s 對(duì)主要構(gòu)件進(jìn)行靜力學(xué)分析 進(jìn)一步驗(yàn)證構(gòu)件設(shè)計(jì)的合理性 5 根據(jù)電子選針器的原理 選取s t c 8 9 c 5 2 作為主控芯片搭建電子選針器 的檢測(cè)平臺(tái) 設(shè)計(jì)了電源模塊 檢測(cè)信號(hào)輸入模塊 選針信號(hào)輸出模塊及串口通 信模塊等 在l 上v i s i o n 3 環(huán)境下完成相應(yīng)軟件開(kāi)發(fā)及調(diào)試 最終完成整個(gè)電子選 針器檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)工作 6 詳細(xì)介紹了電子提花機(jī)的安裝步驟 完成電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào) 試 7 總結(jié)整個(gè)方案不足 并指出了改進(jìn)方向 關(guān)鍵詞 電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)同步齒形帶虛擬樣機(jī)有限元分析 i 浙江大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 a b s t i 己a c t t r a d i t i o n a le l e c t r o n i cj a c q u a r dm a c h i n e su s u a l l yh a v el o w e ro p e r a t i o ns p e e da n d p o o r e rs t a b i l i t y t oi m p r o v et h ep e r f o r m a n c eo fe l e c t r o n i cj a c q u a r d a v o i dt h ep a t e n t p r o t e c t i o na n de n h a n c et h eo n s i t ea s s e m b l ee f f i c i e n c yt h et h e s i sd e s i g n e dt h e t r a n s m i s s i o ns y s t e mo fj a c q u a r da n da ne l e c t r o n i cn e e d l es e l e c t i o nt e s t e r t h em a i n w o ki n e l u d e s 1 t h et h e s i ss t u d i e dt h ed e v e l o p m e n to ft e x t i l em a c h i n e r ya th o m ea n da b r o a d f o c u s i n go na n a l y s i so ft h ec u r r e n ta d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft r a n s m i s s i o n s y s t e mo fe l e c t r o n i cj a c q u a r da n dt h ep r i n c i p l eo fe l e c t r o n i cn e e d l es e l e c t o r 2 t h et h e s i sp r o p o s e dt h et i m i n gb e l ta st h em a c h i n e sp o w e ri n p u tb o d y t h e d e t a i l e dd e s i g no ft i m i n gb e l tt r a n s m i s s i o ns y s t e ma n di t sc o r r e s p o n d i n gc r a n k r o c k e r m e c h a n i s mw a sc o n d u c t e d d ot h ek i n e m a t i ca n a l y s i sa n do u t p u tt h er e s u l tb ym a t l a b t ov e r i f yw h e t h e rt h ed e s i g ni sr e a s o n a b l e 3 t h et h e s i se s t a b l i s h e dv i r t u a lp r o t o t y p eo ft h ej a c q u a r d u s et h ev i r t u a l p r o t o t y p ea n a l y s i ss o f t w a r ea d a m st od ok i n e t i ca n a l y s i sw h i c hw i l ls h o wu s v a r i o u sc o m p o n e n t s m a x i m u mf o r c el o c a t i o n 4 t h et h e s i s i n t r o d u c e df i n i t ee l e m e n ta n a l y s i s f e a t h e o r y d os t a t i c a n a l y s e sf o rt h em a i nc o m p o n e n t sb yu s i n ga n s y sb a s e do nt h er e s u l to fa d a m s w h i c hc a nf u t u r ev e r i f yw h e t h e rt h ec o m p o n e n t sd e s i g n sa r er e a s o n a b l e 5 t h et h e s i ss e l e c t e ds t c 8 9 c 5 2a st h em a s t e rc h i pt ob u i l da ne l e c t r o n i cn e e d l e s e l e c t i o np l a t f o r mb a s e do nt h ep r i n c i p l eo fe l e c t r o n i cn e e d l es e l e c t o r p o w e rs u p p l y m o d u l e t e s ts i g n a li n p u tm o d u l e n e e d l es e l e c t i o ns i g n a lo u t p u tm o d u l ea n ds e r i a l c o m m u n i c a t i o nm o d u l ew e r ed e s i g n e d c o m p l e t et h es o f t w a r ed e v e l o p m e n ti nt h ep v i s i o n 3e n v i r o n m e n ta n df i n a l i z ed e s i g no fe l e c t r o n i cn e e d l es e l e c t i o nt e s t e r 6 t h et h e s i sd e s c r i b e dt h ea s s e m b l ep r o c e d u r ea n dc o m p l e t et h eo n s i t e i n s t a l l a t i o n 7 t h et h e s i ss u m m a r i z e dt h ei n s u f f i c i e n c ya n dg a v et h ed i r e c t i o nt oi m p r o v e k e y w o r d e l e c t r o n i cj a c q u a r d t r a n s m i s s i o ns y s t e m t i m i n gb e l t v i r t u a lp r o t o t y p ef e a i v 浙江大學(xué)工學(xué)硬士學(xué)位論文 浙江大學(xué)研究生學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的 研究成果 除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外 論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā) 表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果 也不包含為獲得逝塹太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證 書(shū)而使用過(guò)的材料 與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中 作了明確的說(shuō)明并表示謝意 學(xué)位論文作者簽名 簽字日期 年月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解逝塹太堂 有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu) 送交本論文的復(fù)印件和磁盤(pán) 允許論文被查閱和借閱 本人授權(quán)浙塹太堂可以 將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索和傳播 可以采用影印 縮印或掃描等復(fù)制手段保存 匯編學(xué)位論文 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書(shū) 學(xué)位論文作者簽名 導(dǎo)師簽名 簽字日期 年月日簽字日期 年月 日 浙江大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 致謝 兩年半的研究生生活即將過(guò)去 回首往事心中感慨萬(wàn)千 在過(guò)去的兩年半里 自己成長(zhǎng)了很多 雖經(jīng)歷過(guò)很多挫折和失敗 但取得了一些成績(jī) 這些成績(jī)的取 得和那些默默關(guān)心我 支持我的人是分不開(kāi)的 在畢業(yè)論文之際 我向借此機(jī)會(huì) 表達(dá)我的敬意和謝意 首先感謝我的導(dǎo)師陳宗農(nóng)教授 陳老師學(xué)識(shí)淵博 經(jīng)驗(yàn)豐富 工作嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí) 無(wú)論在學(xué)術(shù)上還是管理上都有很高的水平 對(duì)學(xué)生態(tài)度和藹 支持學(xué)生自己的想 法并且在軟硬件給予支持 在論文的選題 文章的撰寫(xiě)過(guò)程中 陳老師都予以悉 心指導(dǎo) 特別感謝實(shí)驗(yàn)室陳天豐 在論文撰寫(xiě)過(guò)程中給了我很多指導(dǎo)和寶貴的建議 感謝我的師兄劉鋼 王爐意及我的好友黃金梭 周勇 任友良在我課題研究中給 我很多寶貴建議 感謝張敏杰推薦我參加利樂(lè)公司組織的競(jìng)賽并且最后拿到海外實(shí)習(xí)機(jī)會(huì) 感 謝室友徐以國(guó) 潘丁丁 張旭光同學(xué) 我們互相鼓勵(lì) 互相支持一起度過(guò)了美好 的兩年半的時(shí)間 最后我要特別感謝我爸爸媽媽 是你們一直背后默默的支持著我的求學(xué)之 路 王鋼飚 2 0 1 0 年1 月于求是園 第一章緒論 1 1 引言 第一章緒論 紡織工業(yè)是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè) 也是我國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中優(yōu)勢(shì)比 較明顯的重要產(chǎn)業(yè)之一 隨著我國(guó)三大類(lèi)紡織品結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整 紡織品的應(yīng)用已 遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域 正成為交通運(yùn)輸 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 水利建設(shè) 城市建筑 醫(yī)療衛(wèi)生乃至航空航天工業(yè)的重要原材料 目前 中國(guó)已經(jīng)成為世界第一大紡織 品消費(fèi)大國(guó) 日益增長(zhǎng)的國(guó)內(nèi)消費(fèi)需求正在為我國(guó)紡織業(yè)的發(fā)展提供了前所未有 的發(fā)展機(jī)遇 1 1 據(jù)統(tǒng)計(jì) 2 0 0 8 年1 9 月 中國(guó)紡織行業(yè)固定資產(chǎn)投資累計(jì)完成 2 0 2 2 6 9 億元 比0 7 年同期增長(zhǎng)1 0 1 5 中國(guó)紡織行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)累計(jì)生產(chǎn) 紗1 5 9 7 9 2 萬(wàn)噸 同比增長(zhǎng)9 布累計(jì)產(chǎn)量4 1 7 3 2 億米 同比增長(zhǎng)6 3 3 服 裝累計(jì)產(chǎn)量1 5 1 5 9 億件 同比增長(zhǎng)5 9 2 化學(xué)纖維累計(jì)產(chǎn)量1 7 9 7 8 0 萬(wàn)噸 同 比增長(zhǎng)2 4 4 中國(guó)紡織行業(yè)出1 2 達(dá)1 4 0 2 8 5 億美元 較0 7 年同期增長(zhǎng)1 3 0 6 進(jìn)1 2 達(dá)1 4 1 9 4 億美元 較0 7 年同期增長(zhǎng)1 5 9 t 2 1 雖然紡織工業(yè)長(zhǎng)期向好 但在發(fā)展過(guò)程中還是存在諸多問(wèn)題 特別在金融危 機(jī)的影響下 這些問(wèn)題更加暴露無(wú)遺 主要表現(xiàn)為 1 紡織品國(guó)際貿(mào)易形勢(shì)日益嚴(yán)峻 2 0 0 9 年金融危機(jī)繼續(xù)縱向蔓延 世界經(jīng) 濟(jì)增長(zhǎng)緩慢甚至出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng) 這種經(jīng)濟(jì)形勢(shì)對(duì)我國(guó)紡織產(chǎn)品出口產(chǎn)生巨大影響 同時(shí) 各國(guó)為了保護(hù)本國(guó)企業(yè)利益 紛紛出臺(tái)貿(mào)易保護(hù)政策 貿(mào)易摩擦進(jìn)一步加 劇 3 4 2 我國(guó)的紡織品的成本優(yōu)勢(shì)不斷弱化 隨著原材料價(jià)格及勞動(dòng)力成本上升 我國(guó)紡織成品的低價(jià)優(yōu)勢(shì)要素被明顯弱化 5 6 3 行業(yè)節(jié)能減排任務(wù)艱巨 由于行業(yè)固定資產(chǎn)投資增加 產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大 行業(yè)能耗也隨之加大 與資源限制 環(huán)境約束形成矛盾 節(jié)水 節(jié)能 降耗 減 排是行業(yè)任重道遠(yuǎn)的發(fā)展任務(wù) 機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存 要在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)占有一席之地 最重要的是要不斷增 強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力 提高自主創(chuàng)新能力 開(kāi)發(fā)出擁有一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品 同時(shí)要重視品牌建設(shè) 培育一批擁有知名品牌并且具有較強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)企 第一章緒論 業(yè) 要抓住目前國(guó)內(nèi)比較落后的紡織機(jī)械水平與國(guó)外相對(duì)先進(jìn)的紡織機(jī)械水平這 個(gè)主要矛盾 適時(shí)開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)國(guó)情的紡織機(jī)械 1 2 紡織機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀 1 2 1 國(guó)外紡織機(jī)械行業(yè)最新發(fā)展 二十世紀(jì)末 電子技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)國(guó)際紡機(jī)制造業(yè)影響深遠(yuǎn) 傳統(tǒng)的人工 控制被智能技術(shù) 數(shù)字化及自動(dòng)化技術(shù)替代 紡機(jī)行業(yè)向紡織生產(chǎn)數(shù)字化 連續(xù) 化 智能化方向發(fā)展 具體表現(xiàn)為 7 國(guó)外先進(jìn)紡機(jī)具備高度的智能化 在控制策略上 變事后控制為實(shí)時(shí)控制 可以實(shí)現(xiàn)紡織過(guò)程中對(duì)各種工藝參數(shù) 運(yùn)行狀態(tài)的在線檢測(cè) 顯示和自動(dòng)調(diào)節(jié) 配置的專(zhuān)家系統(tǒng) 使紡機(jī)的調(diào)整更加容易 只要根據(jù)提示輸入很少的幾個(gè)項(xiàng)目 系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)生成所需的控制策略并同時(shí)顯示機(jī)械調(diào)整部分的推薦值 8 1 國(guó)外紡織企業(yè)大都實(shí)行e r p 管理 在e r p 中包括企業(yè)物流 資金流和信息 流等信息 將紡織廠e r p 系統(tǒng)和m e s 系統(tǒng)進(jìn)行信息集成 可實(shí)現(xiàn)紡織廠現(xiàn)代信 息管理系統(tǒng) 9 1 國(guó)外紡織機(jī)械生產(chǎn)商都非常注重環(huán)保 在生產(chǎn)過(guò)程中采用先進(jìn)工藝以減小對(duì) 環(huán)境的污染 同時(shí) 關(guān)鍵設(shè)備都有節(jié)能 降耗 減排指標(biāo)和措施 作為設(shè)備先進(jìn) 性的重要指標(biāo)并且將此作為產(chǎn)品的重要賣(mài)點(diǎn) 國(guó)外紡機(jī)非常注重工業(yè)設(shè)計(jì) 人性化設(shè)計(jì)是紡機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的最大關(guān)注點(diǎn) 另外簡(jiǎn)潔 實(shí)用 安全 環(huán)保也是設(shè)計(jì)的宗旨 1 2 2 國(guó)內(nèi)紡織機(jī)械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 中國(guó)的紡織機(jī)械行業(yè)在最近幾年發(fā)展尤為迅速 紡織品出口大國(guó)和消費(fèi)大 國(guó) 成就了我國(guó)名副其實(shí)的紡機(jī)制造大國(guó) 我國(guó)的紡機(jī)工業(yè)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入關(guān)鍵的 轉(zhuǎn)型期 由過(guò)去依靠數(shù)量的增加轉(zhuǎn)向到依靠產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)含量的提升 l 相關(guān) 數(shù)據(jù)表明在過(guò)去的五年里 我國(guó)紡織機(jī)械增長(zhǎng)形勢(shì)良好 在2 0 1 0 年 我國(guó)有望 成為全球最大的紡機(jī)制造基地 隨著我國(guó)紡機(jī)技術(shù)水平的提高 國(guó)產(chǎn)紡機(jī)不僅正 在成為國(guó)內(nèi)設(shè)備的主流 而且大量出口到東南亞等國(guó)家 我國(guó)紡機(jī)對(duì)世界紡機(jī)工 2 第一章緒論 業(yè)的影響力正在進(jìn)一步擴(kuò)大 雖然紡機(jī)行業(yè)在近幾年進(jìn)步巨大 但就整體而言 我國(guó)的紡機(jī)自動(dòng)化水平較 低 較多采用單片機(jī)或p l c 控制器 在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上缺乏超前意識(shí) 往往是跟著 市場(chǎng)走 沒(méi)有連續(xù)性 另外產(chǎn)品的可靠性與穩(wěn)定性也不高 大致只有國(guó)外同類(lèi)產(chǎn) 品的十分之一 1 0 1 具體來(lái)說(shuō) 我國(guó)紡機(jī)行業(yè)還存在以下幾類(lèi)問(wèn)題 1 1 產(chǎn)品整體技術(shù)水平偏低 我國(guó)紡織機(jī)械制造雖然門(mén)類(lèi)齊全 但是傳統(tǒng)的纖維 加工機(jī)械仍占主導(dǎo)地位 紡紗技術(shù)水平及其過(guò)程控制等方面與國(guó)際先進(jìn)水平仍存 在較大的差距 紡機(jī)同質(zhì)化嚴(yán)重 專(zhuān)業(yè)化水平低 紡織工業(yè)近二十年來(lái)飛速發(fā)展 為紡織機(jī) 械行業(yè)帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇 但是由于對(duì)社會(huì)分工與專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)不重視 每個(gè)企業(yè)都試圖生產(chǎn)整機(jī) 都要從頭做到尾 結(jié)果就造成了紡機(jī)同質(zhì)化嚴(yán)重 紡 機(jī)質(zhì)量不高等問(wèn)題 產(chǎn)業(yè)集中度低 行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈 經(jīng)濟(jì)效益低下 紡機(jī)行業(yè)的企業(yè)規(guī)模小 專(zhuān)業(yè)化協(xié)作程度低是其競(jìng)爭(zhēng)力低下的主要原因 由于企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益低下 造成 對(duì)科研投入的減少 這種惡性循環(huán)勢(shì)必造成企業(yè)發(fā)展后勁不足 從而限制行業(yè)的 健康發(fā)展 缺乏知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí) 創(chuàng)新能力不強(qiáng) 由于我國(guó)歷史原因 許多企業(yè)對(duì)知識(shí)產(chǎn) 權(quán)的概念理解不清 大部分企業(yè)只重視專(zhuān)利申請(qǐng) 但不重視如何利用獲得的專(zhuān)利 為公司帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益 由于對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)與創(chuàng)新機(jī)制的錯(cuò)誤理解 行業(yè)整體創(chuàng)新能 力不強(qiáng) 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一直處于追趕狀態(tài) 由于上述問(wèn)題的存在 國(guó)內(nèi)紡織機(jī)械的市場(chǎng)占有率一直徘徊在5 0 左右 而 且主要是一些中低檔機(jī)型 高檔機(jī)型大多為英國(guó) 德國(guó) 意大利等國(guó)的老牌紡機(jī) 制造企業(yè)所壟斷 因此國(guó)內(nèi)的紡機(jī)行業(yè)還要不斷努力以提升整體水平1 1 2 1 3 提花織造技術(shù)簡(jiǎn)介 在提花機(jī)上制織的花織物稱(chēng)為大花紋織物 即提花織物 提花織物是由不同 顏色或種類(lèi)的經(jīng)紗和緯紗編織而成 一個(gè)花紋循環(huán)的經(jīng)紗數(shù)由所配提花機(jī)的紋針 總數(shù)所決定 1 3 包括產(chǎn)品設(shè)計(jì) 提花機(jī)裝配 原料準(zhǔn)備及上機(jī)試織等工序 提 花機(jī)是整個(gè)織造過(guò)程的核心設(shè)備 在整個(gè)紡織業(yè)的發(fā)展史中 提花技術(shù)經(jīng)歷了手 3 第一章緒論 動(dòng) 機(jī)械一自動(dòng)的漫長(zhǎng)發(fā)展過(guò)程 近年來(lái) 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展 電子提花 織造技術(shù)正在逐步走向成熟 1 3 1 提花織造技術(shù)的發(fā)展 提花織物的生產(chǎn)歷史悠久 經(jīng)歷了從純手工到機(jī)械式提花機(jī)再到今天的電子 提花機(jī)的發(fā)展歷程 在宋代樓璃的 耕織圖 上就有提花裝置的記載 但在1 9 世紀(jì)以前提花織造技術(shù)發(fā)展相當(dāng)緩慢 織造過(guò)程依靠人工以手提腳踏的方式來(lái)完 成 工作效率極其低下 1 4 1 為了提高工作效率 降低提花織物的價(jià)格 人們開(kāi) 始考慮提花工作的機(jī)械化問(wèn)題 1 8 0 1 年 法國(guó)人賈卡特 j a c q u a r d 在中國(guó)束綜 提花機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)明了機(jī)械式提花裝置 用穿孔紋版代替花板 控制經(jīng)絲提升 成為了現(xiàn)代機(jī)械式提花機(jī)的雛形 4 3 年后 另一位法國(guó)人韋多爾改進(jìn)了花紋閱 讀裝置 用輕薄的紙板來(lái)替代原有穿孔紋板 大大節(jié)省了空間 時(shí)至今日 某些 傳統(tǒng)提花機(jī)還在應(yīng)用這種精巧的紙板 1 5 1 6 進(jìn)入2 0 世紀(jì)下半頁(yè) 計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展并應(yīng)用到各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域 人們開(kāi) 始思考利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)制作電子紋板 早在2 0 世紀(jì)7 0 的代 日本就完成了 電 子式自動(dòng)紋板打孔系統(tǒng) 的研制并使其達(dá)到實(shí)用化程度 大大提高了工作效率 1 9 7 9 年 英國(guó)b o n a s 公司研制出了世界上第一臺(tái)采用消極式選擇機(jī)構(gòu)的電子提 花機(jī) 在提花織造發(fā)展的歷史上具有里程碑的意義 1 9 8 7 年 瑞士史陶比爾公 司制造出首臺(tái)c x 8 6 0 型提花機(jī) 引領(lǐng)又一次提花機(jī)的革命 該機(jī)器為電子控制 式 雙提刀提花機(jī) 配有史陶比爾專(zhuān)利產(chǎn)品c x 組件 使整臺(tái)機(jī)器結(jié)構(gòu)更加緊湊 體積更小 并且配有極其友好的人機(jī)界面 1 7 電子提花機(jī)是通過(guò)計(jì)算機(jī)編程來(lái)控制經(jīng)紗的升降順序 從而形成織機(jī)開(kāi)口 利用電子紋板替代傳統(tǒng)的花筒 紋板等裝置 省去紋板制作的大量勞動(dòng) 大大加 快了織物翻新速度 是提花開(kāi)口技術(shù)的重大發(fā)展 1 8 它將織物花紋設(shè)計(jì)與c a d 技術(shù)相結(jié)合 通過(guò)掃描儀 攝像機(jī)等輸入設(shè)備將意匠圖轉(zhuǎn)換成可用于紋板自動(dòng)制 作的計(jì)算機(jī)紋板文件 并且存入計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備中 方便其讀取 電子提花成 為提花織造的主要發(fā)展方向 1 9 f 2 0 1 圖1 1 給出了傳統(tǒng)自動(dòng)提花織造比較 可以發(fā) 現(xiàn)兩面種提花方式的特點(diǎn) 4 第一章緒論 圖1 0 1 傳統(tǒng)與自動(dòng)提花織遣系統(tǒng)的比較圖 1 3 2 國(guó)內(nèi)電子提花技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 近幾年來(lái) 我國(guó)提花技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展 目前已經(jīng)能生產(chǎn)速度3 5 0 r m i n 以上的無(wú)梭提花織物 但與國(guó)外相比 技術(shù)仍較為落后 中高檔的織機(jī)仍被國(guó)外 知名織機(jī)制造商壟斷 目前 國(guó)內(nèi)紡機(jī)制造廠已經(jīng)意識(shí)到這一差距的存在 開(kāi)始著手電子提花機(jī)的 研制和開(kāi)發(fā)并且在提花機(jī)的控制系統(tǒng) 選針機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方面取得一定的成 果 1 9 9 7 年 我國(guó)生產(chǎn)出第一臺(tái)自主研制的電子提花機(jī) 隨著國(guó)民生活水平的不斷提高 對(duì)居家裝飾的要求也越來(lái)越高 因此提花織 物的比重必然提高 國(guó)內(nèi)提花機(jī)將按以下方向發(fā)展 由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展 電子提花 織造編程系統(tǒng)將成為主流 織造的 工作效率將成倍提高 產(chǎn)品向系列化發(fā)展 我國(guó)的紡織機(jī)械產(chǎn)品種眾多 但是大多數(shù)功能相似 容 易在市場(chǎng)上產(chǎn)生惡性競(jìng)爭(zhēng) 因此應(yīng)使整合不同產(chǎn)品使其向系列化發(fā)展 同時(shí)開(kāi)發(fā) 出相應(yīng)專(zhuān)用基礎(chǔ)配件系列產(chǎn)品 搞好產(chǎn)品的通用化 標(biāo)準(zhǔn)化和系列化 產(chǎn)品向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展 電子提花機(jī)應(yīng)能夠提供網(wǎng)絡(luò)接口 以便利用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建織 機(jī)監(jiān)管系統(tǒng) 以實(shí)現(xiàn)整個(gè)工廠生產(chǎn)管理的自動(dòng)化口1 1 1 4 電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 電子提花的傳動(dòng)系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)器的動(dòng)力來(lái)源 傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)各種機(jī)構(gòu)與提刀 5 第一章緒論 相連 通過(guò)提刀升降帶動(dòng)與之相連的選針器上的提針按照預(yù)定要求作升降運(yùn)動(dòng) 從而形成開(kāi)口運(yùn)動(dòng) 提針的所需的力通常由運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)提供 按結(jié)構(gòu)可分為單動(dòng) 式提花結(jié)構(gòu)和復(fù)動(dòng)式提花結(jié)構(gòu) 2 2 1 傳統(tǒng)電子提花機(jī)通常采用曲柄搖桿傳動(dòng)系統(tǒng) 內(nèi)外刀架的升降通過(guò)搖桿的來(lái) 回?cái)[動(dòng)實(shí)現(xiàn) 因而存在機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)速度低 平穩(wěn)性差等缺點(diǎn) 另外 為實(shí)現(xiàn)大小開(kāi) 品的同步擺動(dòng) 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜 大大增加了開(kāi)發(fā)成本 2 3 1 1 5 電子選針器原理簡(jiǎn)述 電子選針器是電子提花機(jī)的核心部分 它利用通絲與經(jīng)線相連來(lái)帶動(dòng)經(jīng)紗上 下運(yùn)動(dòng)從而形成梭口 它的基本原理是在電子選針器中裝有電磁閥 利用電磁閥 的吸放來(lái)控制提針元件的上下運(yùn)動(dòng) 下面以博納斯電子提花機(jī)為例要闡述電子提 花開(kāi)口機(jī)構(gòu)的原理 1 3 2 4 2 5 1 如圖1 2 所示 滑輪上的下皮帶4 一端與固定架5 相連 另一端綜絲8 與彈 性回綜9 相連 上皮帶2 兩端分別與a b 兩個(gè)片鉤相連 片鉤的位置分別在電 磁鐵的兩旁 并且通過(guò)上面的凸臺(tái)與a b 左右兩組提刀片相連 圖1 2b o n a s 電子提花機(jī)開(kāi)口原理圖 6 第一章緒論 位置a 當(dāng)電磁閥1 失電時(shí) 兩個(gè)片鉤隨著提刀在電磁閥1 兩旁作上下移動(dòng) 因?yàn)樘岬兜倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律一定 當(dāng)一根片鉤在上面的時(shí)候 另一根片鉤一定在下面 所以片鉤的上下運(yùn)動(dòng)對(duì)滑輪3 不產(chǎn)生任何影響 經(jīng)紗停留在下方 位置b 半個(gè)織機(jī)周期后 電磁閥l 得電 到達(dá)頂位的片鉤a 便會(huì)被電磁閥 1 吸住并掛在掛鉤6 上 接著電磁鐵失電 由于綜絲存在張力 片鉤仍然掛在掛 鉤上 值得一提的是 雖然片鉤a 已經(jīng)掛在掛鉤6 上 但滑輪在下一個(gè)織機(jī)周 期之前 不會(huì)被提升 位置c 一個(gè)織機(jī)周期后 左提刀片a 下降 右提刀片b 上升 并將滑輪提 升到頂位 當(dāng)右片鉤到達(dá)最高點(diǎn)時(shí) 形成最大梭i i 隨后 右提刀片b 轉(zhuǎn)為下降 由于電磁閥失電 片鉤將帶引滑輪下降 梭i i 慢慢變小 位置d 一個(gè)織機(jī)周期后 在新的周期里 左提刀片a 再次到達(dá)頂位 推開(kāi) 片鉤a 使其與電磁閥的掛鉤6 脫離 由此可見(jiàn) 決定選針器的上一次開(kāi)口動(dòng)作 是否結(jié)束由電磁閥的得 失電來(lái)實(shí)現(xiàn) 詳細(xì)的片鉤與經(jīng)紗提升關(guān)系如表1 1 所示 表1 1 片鉤和經(jīng)紗的提升狀況 左面片鉤a右面片鉤b經(jīng)紗 1 上升下降停留在下方 2下降 電磁閥通電 提升停留在下方 3 被電磁閥吸住掛在掛鉤上在上 開(kāi)始下降 經(jīng)紗提升 4 下降上升停留在下方 1 6 本課題的研究的主要內(nèi)容及意義 前文主要論述國(guó)內(nèi)外電子提花的發(fā)展趨勢(shì) 經(jīng)過(guò)多年發(fā)展 無(wú)論在機(jī)械結(jié)構(gòu) 還是軟件控制方面都已比較成熟 而國(guó)外企業(yè)都非常注意知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù) 對(duì)關(guān) 鍵技術(shù)都已申請(qǐng)專(zhuān)利 要提高國(guó)產(chǎn)電子提花機(jī)的制造水平 增強(qiáng)我國(guó)紡織機(jī)械企 業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力 必需實(shí)行差異化戰(zhàn)略 開(kāi)發(fā)出擁有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 產(chǎn)品 本文在分析現(xiàn)在電子提花機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上 提出全新的提花機(jī)傳動(dòng)系 統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 提高了電子提花機(jī)的車(chē)速及振動(dòng)穩(wěn)定性 利用虛擬樣機(jī)技術(shù)及 有限元分析方法對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析 降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn) 更好 地滿足市場(chǎng)的需要 同時(shí)研制了電子提花機(jī)選針器檢測(cè)儀 有助于提高電子提花 7 第一章緒論 機(jī)現(xiàn)場(chǎng)安裝工作效率及降低后期故障檢查成本 在本課題中 作者做了如下工 作 1 在分析現(xiàn)有電子提花機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)后提出了利用同步齒形帶傳動(dòng)替代原 有的曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 根據(jù)電子提花機(jī)的工作要求 對(duì)同步齒形帶傳動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì) 的設(shè)計(jì) 包括同步齒形帶的選型 同步帶輪的設(shè)計(jì)及同步帶傳動(dòng)的張緊與安裝 2 設(shè)計(jì)了連接同步帶輪與提刀架橫鐵的曲柄連桿機(jī)構(gòu) 利用矢量法對(duì)所設(shè) 計(jì)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性 同時(shí)提出了提刀桿橫鐵 的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的模型 3 通過(guò)虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)電子提花機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析 介紹了虛 擬樣機(jī)技術(shù)及其分析軟件a d a m s 詳細(xì)描述了虛擬樣機(jī)模型的建立 包括如何 將模型從s o l i d w o r k s 導(dǎo)入a d a m s 如何添加約束等 輸出運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)果驗(yàn)證 第二章矢量法運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的正確性 同時(shí)輸出各構(gòu)件的動(dòng)力學(xué)分析曲線 為電機(jī) 選型及構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo) 4 利用a n s y s 對(duì)各主要構(gòu)件進(jìn)行靜力學(xué)分析 查看各構(gòu)件在載荷作用下 的應(yīng)力應(yīng)變圖 進(jìn)一步驗(yàn)證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性 5 設(shè)計(jì)電子提花機(jī)選針器檢測(cè)儀 包括對(duì)其進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì) 同 時(shí)完成測(cè)試 6 完成樣機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 8 第二章電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 第二章電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 2 1 設(shè)計(jì)方案論證 本次設(shè)計(jì)所用電子提花機(jī)性能參數(shù)如下 開(kāi)口形式 復(fù)動(dòng)式全清晰上下開(kāi)口 前開(kāi)口高度 5 5 7 5 r a m 后開(kāi)口 9 0 1 l o m m 可調(diào)節(jié) 開(kāi)口頻率 3 0 0 次 分鐘 紋針 6 1 4 4 針 該電子提花機(jī)轉(zhuǎn)速快 紋針多 因此要求傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行速度快并且能為系統(tǒng) 運(yùn)轉(zhuǎn)傳遞足夠的力 傳統(tǒng)的電子提花機(jī)采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 通過(guò)搖桿的來(lái)回?cái)[動(dòng) 實(shí)現(xiàn)內(nèi)外刀架的上升和下降 機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度較低 且很慢實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡 機(jī)構(gòu)的 平穩(wěn)性較差 為了實(shí)現(xiàn)大小開(kāi)口搖桿的同步擺動(dòng) 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜 生產(chǎn)成本高 同步齒形帶傳動(dòng)具有恒定的傳定比 傳動(dòng)平穩(wěn)且緩沖減振能力強(qiáng) 傳動(dòng)效率 高等特點(diǎn) 利用同步帶輪的單向轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)內(nèi) 外提刀架的上下運(yùn)動(dòng) 可以極大地 提高機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性 綜合以上分析 同步齒形步帶正好能夠克服曲柄搖桿機(jī)構(gòu)存在的缺點(diǎn) 考慮 到實(shí)際的加工情況及設(shè)計(jì)成本 本次設(shè)計(jì)采用同步齒形帶傳動(dòng)為電子提花機(jī)提供 動(dòng)向輸入 2 2 傳動(dòng)方案 該電子提花機(jī)由三相異步電機(jī)通過(guò)萬(wàn)向節(jié)與裝在機(jī)架上的主動(dòng)帶輪相連 主 動(dòng)帶輪再通過(guò)同步齒形帶帶動(dòng)大 小開(kāi)口從動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng) 電子提花機(jī)的提刀架通 過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)連接到大 小從動(dòng)帶輪上 并隨其轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)口運(yùn)動(dòng) 為每根同 步齒形帶設(shè)計(jì)張緊輪以保證運(yùn)動(dòng)的順利進(jìn)行 上述提刀架為外提刀架 由于所用電子提花機(jī)的開(kāi)口形式為復(fù)動(dòng)式全清晰上 下開(kāi)口 在機(jī)架的背面同軸裝有內(nèi)提刀架的主動(dòng)帶輪 與外提刀架一樣 大 小 開(kāi)口的從動(dòng)同步帶輪通過(guò)同步齒形帶與主動(dòng)帶輪相連并且通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶 9 第 章電子提花機(jī)侍動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 動(dòng)內(nèi)提刀架的運(yùn)動(dòng) 為調(diào)節(jié)電子提花機(jī)開(kāi)口大小 分別在大 小開(kāi)口從動(dòng)帶輪上開(kāi)出若干個(gè)離軸 心距離不等的孔用以安裝曲柄銷(xiāo) 通過(guò)調(diào)節(jié)偏心量可以改變提刀的開(kāi)口量 另外 在安裝時(shí) 保證內(nèi) 外提7 j 架的大開(kāi)口同步帶輪按偏心距的大小呈1 8 0 布置 這樣可以使內(nèi) 外提刀架的運(yùn)動(dòng)相反 周期相差1 8 0 且上 下運(yùn)動(dòng)距離保持一 致 即大 小開(kāi)口量相同 結(jié)構(gòu)如圖2 一l 所示 田2 1 傳萄系統(tǒng)總體布局田 2 3 同步帶傳動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì) 2 3 1 同步帶選型 同步帶是以鋼絲繩或玻璃纖維為強(qiáng)力層 以聚氨酯或氯丁橡膠為基體 在帶 的內(nèi)周制成齒狀 用來(lái)與同步帶輪相嚙合的一種傳動(dòng)帶 鯽 工業(yè)用同步帶齒分 為梯形齒和弧齒兩類(lèi) 弧齒又分為三種系列 圓弧齒 h 系列又稱(chēng)h t d 帶1 平 頂圓弧齒 s 系列又稱(chēng)為s t p d 帶 和凹頂拋物線齒 r 系列 梯形齒同步帶分單 第二章電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 面有齒和雙面有齒兩種 簡(jiǎn)稱(chēng)為單面帶和雙面帶 弧齒同步帶除了齒形為曲線形 外 其結(jié)構(gòu)與梯形齒同步帶基本相同 帶的節(jié)距相當(dāng) 其齒高 齒根厚和齒根圓 角半徑等均比梯形齒大 因此 在受載后帶應(yīng)力分布狀態(tài)較好 平緩了齒根的應(yīng) 力集中 提高了齒的承載能力 弧齒同步帶比梯形齒同步帶傳遞功率更大 在嚙 合過(guò)程中輪齒之間不易發(fā)生干涉 2 7 考慮到弧齒同步帶的優(yōu)良性能及傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際的工作環(huán)境 本次設(shè)計(jì)采用 弧齒同步帶 單根同步帶的傳遞功率約為2 k w 轉(zhuǎn)速為1 5 0 r m i n 其選型圖如 圖2 2 所示 轉(zhuǎn) 迓 糖 分 l 3m t 一 繃 i j 7 一 l 8 m 粕i ff x 1 臼i 翻 m一 一 一 廣7 1 一 美 1 j l 么 建j 季莎 7 一 么 囊導(dǎo) 產(chǎn)一 p 1 犬 乃 z l y 一 j 一 一 一c j 圖2 2 同步帶選型圖 為了傳動(dòng)平穩(wěn) 提高帶的柔性 應(yīng)盡量增加嚙合齒數(shù) 選擇節(jié)距時(shí)應(yīng)盡量取 最小值 根據(jù)上圖選擇1 4 m 型弧齒同步帶 節(jié)距為1 4 m m 2 3 2 同步帶輪設(shè)計(jì) 相應(yīng)的同步帶輪應(yīng)為圓弧齒同步帶輪 提刀架的上下運(yùn)動(dòng)通過(guò)從動(dòng)同步帶輪 的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng) 每轉(zhuǎn)1 8 0 提刀架作一次開(kāi)口運(yùn)動(dòng) 則 只大 辦上一h r 1l o m m r 小 吐一h 下 7 5 m m 第 章電子提花機(jī)傳動(dòng)秉統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 由于在同步帶輪上還要開(kāi)定位槽 同步帶輪應(yīng)盡選擇較大直徑 通過(guò)查表同 步帶輪的型號(hào)應(yīng)為 4 0 1 4 m 參數(shù)如下 齒數(shù) 4 0 節(jié)距 1 4 r a m 節(jié)輕 d 1 7 82 5 m n l 外徑 d 0 1 7 54 5 齒彤角 1 4 本次同步齒彤帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為1 1 所以各個(gè)同步帶輪的參數(shù)相同 又 由 z z 查袁得 z 2 8 2 而采用外側(cè)張緊方式 只需選用普通平帶輪 這種張緊方式可以增大帶輪的 包角 從而使帶輪所受載荷更加平穩(wěn) 本次設(shè)計(jì)采用外側(cè)張緊方式 各種材質(zhì)的同步齒形帶都不是完全彈性體 在預(yù)緊力的作用下 經(jīng)過(guò)一段時(shí) 問(wèn)的運(yùn)轉(zhuǎn)后 會(huì)因塑性變形而松馳 為保證帶傳動(dòng)能力 應(yīng)定期檢查預(yù)緊力的大 小 當(dāng)出現(xiàn)預(yù)緊力不足時(shí) 應(yīng)重新進(jìn)行張緊 考慮到上述原因及安裝 同步齒形 帶張緊輪應(yīng)設(shè)計(jì)張緊能力可調(diào) 按照上述要求 設(shè)計(jì)如圉2 5 所示偏心軸 固2 5 偏心軸結(jié)構(gòu)圈 偏心軸通過(guò)法蘭盤(pán)固定在機(jī)架上 并將張緊輪套在儡心軸上即可以實(shí)現(xiàn)張緊 輪張緊能力可調(diào) 如圖2 1 所示 在兩塊墻板的兩端各有兩個(gè)主動(dòng)同步帶輪 共計(jì)四個(gè)主動(dòng)同 步帶輪 每個(gè)主動(dòng)同步帶輪驅(qū)動(dòng)一個(gè)從動(dòng)同步帶輪運(yùn)動(dòng) 圖2 7 為小開(kāi)口同步帶 輪的布置圖 第 章電子提花機(jī)傳動(dòng)盎坑機(jī)械 計(jì) 嗡園 圈 7 小開(kāi)口同步帶轉(zhuǎn)的布置田 其中l(wèi) 為主動(dòng)同步帶輪 2 為從動(dòng)同步帶輪并通過(guò)銷(xiāo)軸和螺釘與小開(kāi)口后輪 連接 這樣 主動(dòng)同步帶輪可以同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)從動(dòng)同步帶輪作運(yùn)動(dòng) 大開(kāi)口的從 動(dòng)同步帶輪布置與上圖類(lèi)似 根據(jù)位置選出帶長(zhǎng) 然后用m u c l o 公司網(wǎng)站提供的 同步帶計(jì)算軟件 印可確定張緊輪的位置 軟件計(jì)算界面如圖2 8 所示 j 墻板兩端的主動(dòng)帶輪通過(guò)主軸連接 故主軸傳遞的功率在8 k w 左右 主軸 的直徑應(yīng)滿足 捌 污 1 2 5 x 3 1 痣0 硼 s 選取4 5 號(hào)鋼為主軸的材科 設(shè)計(jì)主軸直徑為6 0 m m 田2 8 張緊輪計(jì)算被件界面 1 4 第二章電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 2 4 曲柄連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)是把同步帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為提刀架的上下擺動(dòng) 曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一 次 提刀上下運(yùn)動(dòng)一次 其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2 9 所示 圖2 9 曲柄連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖中l(wèi) 2 分別為從動(dòng)同步帶輪上曲柄銷(xiāo)到軸心的距離 3 4 為所求連桿 6 為連架桿 用以承受連桿上下運(yùn)動(dòng)時(shí)的橫向載荷 5 為提刀架平鐵用以安裝提 刀架 圖中共有7 個(gè)活動(dòng)構(gòu)件 8 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)幅 其機(jī)構(gòu)自由度為 f 3 n 2 p p i 3 x6 2x8 2 該機(jī)構(gòu)中有大 小開(kāi)口同步帶輪兩個(gè)動(dòng)力輸入 因此具有確定的運(yùn)動(dòng) 大 小開(kāi)口度與大小開(kāi)口曲柄半徑之間的關(guān)系如下 a 2 7 4 11 7 6 2 r a 0 7 4 11 7 6 2 r b b 2 7 4 1 1 7 6 2 x r b 0 7 4 1 1 7 6 2 r a l a r a 3 2 7 l b r b 士3 2 7 其中 a b 表示大 小開(kāi)口度 r a r b 表示大小開(kāi)口曲柄半徑 三口 三6 分別表示大 小開(kāi)口連桿長(zhǎng) 表2 1 為上述各量的對(duì)應(yīng)關(guān)系表 1 5 第二章電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 表2 1 曲桿連桿機(jī)構(gòu)各設(shè)計(jì)量對(duì)應(yīng)關(guān)系表 大開(kāi)口曲 小開(kāi)1 2 曲 大開(kāi)1 3 度小開(kāi)口度大開(kāi)口連桿長(zhǎng)小開(kāi)口連桿長(zhǎng) 柄半徑 柄半徑 r ar babl al b 3 73 07 9 1 8 85 4 8 1 23 6 43 5 9 3 73 47 6 2 2 46 5 7 7 63 6 43 6 2 3 73 87 3 2 5 97 6 7 4 l3 6 43 6 5 3 7 4 27 0 2 9 48 7 7 0 63 6 43 6 9 4 33 09 5 6 3 55 0 3 6 53 7 03 5 9 4 33 49 2 6 7 l6 1 3 2 93 7 03 6 2 4 3 3 88 9 7 0 67 2 2 9 43 7 03 6 5 4 34 28 6 7 4 l8 3 2 5 93 7 03 6 9 4 93 01 1 2 0 8 24 5 9 1 83 7 63 5 9 4 9 3 41 0 9 1 1 8 5 6 8 8 2 3 7 6 3 6 2 4 93 81 0 6 1 5 36 7 8 4 73 7 63 6 5 4 94 21 0 3 1 8 87 8 8 1 23 7 63 6 9 5 53 01 2 8 5 2 94 1 4 7 l3 8 23 5 9 5 53 41 2 5 5 6 55 2 4 3 53 8 23 6 2 5 53 81 2 2 66 3 43 8 23 6 5 5 54 21 1 9 6 3 57 4 3 6 53 8 23 6 9 注意到連架桿6 繞固定鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng) 所以提刀架平鐵不僅作上下運(yùn)動(dòng) 在水平 方向也存在位移 選針器只能在豎直方向運(yùn)動(dòng) 因此必須設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)來(lái)消除水平位 移 由于提刀架平鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)角度不大 可以利用鉸鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)消除水平位移保證 與選針器連接的提刀作豎直運(yùn)動(dòng) 原理如圖2 1 0 所示 1 6 第二章電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 圖2 1 0 提刀架結(jié)構(gòu) 在提刀架平鐵下面加一排提刀連桿并用鉸鏈與提刀架橫鐵相連 連桿再與提 刀架相連 同時(shí)在提刀架豎直方向加上移動(dòng)約束 這樣就可以保證提刀架只作豎 直運(yùn)動(dòng) 2 5 電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 2 5 1 織機(jī)工作時(shí)間分配 織造運(yùn)動(dòng)通常由開(kāi)口運(yùn)動(dòng) 引緯運(yùn)動(dòng) 找緯運(yùn)動(dòng)三個(gè)基本運(yùn)動(dòng)及送經(jīng)運(yùn)動(dòng)和 卷取運(yùn)動(dòng)兩個(gè)輔助運(yùn)動(dòng)組成 電子提花機(jī)的作用是完成三大基本運(yùn)動(dòng)中的開(kāi)口運(yùn) 動(dòng) 在織造過(guò)程中 各運(yùn)動(dòng)依據(jù)主軸的轉(zhuǎn)角相互配合 3 在對(duì)電子提花機(jī)傳動(dòng) 系統(tǒng)作運(yùn)動(dòng)學(xué)分析前 有必要先了解織機(jī)的工作狀態(tài) 表2 2 為劍桿織機(jī)的工作 狀態(tài)表 表2 2 織機(jī)工作狀態(tài)表 主軸轉(zhuǎn)角 織機(jī)各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) 0打緯止點(diǎn) 2 0 緯停 4 0 送經(jīng) 5 0 選緯桿到位 送緯劍接觸緯紗 6 0梭口接近滿開(kāi) 1 7 第二章電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 6 8 兩劍頭進(jìn)入地經(jīng)梭口 7 0 梭口滿開(kāi) l8 0 兩劍交接 1 9 0梭口開(kāi)始閉合 2 1 0選緯針開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 2 9 2兩劍退出地經(jīng) 3 1 0 選緯針開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 3 2 0 選緯針絞邊綜框平 4 0 3 1 0織機(jī)啟動(dòng)區(qū) 1 5 0 1 6 0 兩劍桿檢測(cè)區(qū) 2 0 0 2 1 0 8 0 一1 6 0 緯紗檢測(cè)區(qū) 2 2 0 3 0 0 織機(jī)的經(jīng)紗張力在滿開(kāi)口時(shí)最大 平綜時(shí)最小 在設(shè)計(jì)織機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí) 應(yīng) 盡量減小經(jīng)紗張力的變化 從而降低斷經(jīng)的概率 因此 綜框應(yīng)在平綜時(shí)速度最 大 而在最大開(kāi)口時(shí)速度最小 2 5 2 電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的對(duì)象是聯(lián)接從動(dòng)同步帶輪與提刀架平鐵 的曲柄連桿機(jī)構(gòu) 平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的主要任務(wù)是根據(jù)確定的機(jī)構(gòu)尺寸及 原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 求出構(gòu)件的角位移 角速度和角加速度及機(jī)構(gòu)上某些點(diǎn)的位 移 速度 加速度以了解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能 同時(shí)為機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供依據(jù) 3 0 1 本次設(shè)計(jì)分析的對(duì)象為提刀架平鐵上某些點(diǎn)的位移 速度及加速度和連桿的角位 移 角速度和角加速度 機(jī)構(gòu)分析主要有解析法和圖解法兩種方法 圖解法分析簡(jiǎn)捷直觀但精度不 高 解析法分析雖然計(jì)算相對(duì)復(fù)雜 但借助計(jì)算機(jī)后可以獲得很高計(jì)算精度的分 析結(jié)果 并且繪出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)曲線 把機(jī)構(gòu)分析與機(jī)構(gòu)綜合問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)指導(dǎo)機(jī) 構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 3 2 3 3 1 1 3 4 1 本次分析采用矢量解析法 本文設(shè)計(jì)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的 1 8 第二章電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 矢量圖如2 1 1 所示 圖2 1 1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)總矢量圖 上圖中桿長(zhǎng)l l l l l l 6 l 7 及角位移q 為已知參數(shù) 角位 移8 色 e 9 為未知參數(shù) 為方便計(jì)算 將上面機(jī)構(gòu)矢量圖分解 先求出 9 以 8 7 相關(guān)的物理量 將固定鉸接點(diǎn)e g 相連 得到圖2 1 2 所示的矢量圖 圖2 1 2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化矢量圖 上圖中吼及l(fā) s 也為已知參數(shù) 機(jī)構(gòu)各桿矢所構(gòu)成的矢量封閉方程為 云 丘 乏 三 丘 將其向坐標(biāo)軸投影 得 f l lc o s t l 2c o s 2 l 6 l 7c o s 7 l sc o s 吼 ls i n 日l(shuí) 2s i l l 吼 l 7s i n p 7 厶s i l l 吼 此方程組只有8 8 兩個(gè)未知量 可用迭代法求解 令 a l lc o s l l 8c o s 吼 l 6 b l l s i n9 l l 8s i n 吼 1 9 2 1 2 2 第二章電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 解得 同理令 c 墨 二墨 二絲 二壘 2 l 2 驢2 嘴c 型焉至 e 墨z 二墨 二蘭 二里 2 l 2 p 7 2 a 眥 b i a 2 一 乜b 2 e 2 0 0 7 分別為桿2 與桿7 相對(duì)于原點(diǎn)a 的角位移 將方程組2 2 對(duì)時(shí)間t 求導(dǎo)可得到速度方程 睜s 灑q 皚 l 2 s i n 0 2 0 2 亂7 豳p 7 嶼 2 3 l lc o s o l 皚 l 2c o s 0 2 哆 l 7c o s 0 7 嶼 解得 0 2 l l0 9 1s i n 0 1 0 7 l 2s i n 0 7 0 2 0 7 l i d is i n 0 1 0 2 l 2s i n 0 7 0 2 0 9 2 分別為桿2 與桿7 相對(duì)于原點(diǎn)a 的角速度 將方程組2 2 對(duì)時(shí)間t 求導(dǎo)可得加速度方程 骷0 8 肇麓豳黧竺p 2 呼 島螂囂2 l 7 s i l l 0 7口0 l s i n0 1lc o s 0o t lc o s 0 2 6 0 2 l 7s i n0 7 lc o s 0 7 仁4 l皚2 222 2 2 嗎 77 口7 解得 ot2 l26022sin 09 02 ltogt 2 c o s 0 l 0 9 l 2s i n 0 2 一0 9 求出桿2 相到原點(diǎn)的角位移 角速度及角加速度后 只要再求出l 此時(shí)相 對(duì)于原點(diǎn)a 的矢徑 即可得到提刀架平鐵上c 點(diǎn)的位移 從而判斷出電子提花 2 0 第二章電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)小開(kāi)口端的開(kāi)口大小是否符合要求 再求出相應(yīng)的角速度與角加速度 就可判 斷c 點(diǎn)的速度 加速度是否合理 構(gòu)建桿2 的矢量三角形 如圖2 1 3 所示 圖2 1 3 桿2 矢量圖 其矢量方程為 厶 l 2 l 9 2 5 將其向坐標(biāo)軸投影 得方程組 乞 c s b 三z c d s p z2 l c s 2 6 厶s i n0 l l 2 s i n0 2 l 9 c o s 島 7 解得 l 9 i l i 2 三2 2 2 l l l 2c o s o l 一0 2 島一血c 贏學(xué)豢 將方程組2 5 對(duì)時(shí)間求導(dǎo)可得速度方程 fl ls i no l q l 2 s i n0 2 哆 l 9s i n0 9 鴨 l lc o s o l q 2c o s 0 2 0 2 l 9c o s 0 9 鴨 解得 k l i c o is i n 0 1 0 9 l 2s i n 0 9 0 2 將方程2 5 求導(dǎo)得到關(guān)于 的加速度方程 2 l 第二章電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 殿0 8 囂麓血竺2 l 2 s i l l 0 2 02l s i n o i lc o s olc o s o0 9 2 2 意ls i n o s 0 島9 0 鼉9 l 篙c o s 0 島9 0 p 7 l1q 22 a 2 2 2 2 92 7 9 解得 妒等蒜掣 設(shè)定電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1 5 0 r m i n 將已知桿長(zhǎng)及角度代入上述計(jì)算結(jié)果中 利用 m a t l a b 對(duì)結(jié)果進(jìn)行輸出 3 5 1 提刀架平鐵c 點(diǎn)位移如圖2 1 4 所示 e e 辮 趟 主軸角度 圖2 1 4 小開(kāi)口位移曲線 圖中的零點(diǎn)為平綜位置 可以看出 小開(kāi)口大小約為8 0 r a m 滿足設(shè)計(jì)要求 c 點(diǎn)在豎直方向的速度與加速度曲線如圖2 一1 5 所示 圖2 1 5 小開(kāi)口速度 加速度曲線 由圖可知 在平綜位置時(shí) 提刀架平鐵上的c 點(diǎn)速度最大 在滿開(kāi)位置時(shí) 速度為零 滿足經(jīng)紗張力要求 但同時(shí)發(fā)現(xiàn) 梭口滿開(kāi)時(shí)加速度達(dá)到最大 給經(jīng) 5 5 s 5 5 5 5 5 6 5弛勢(shì)孔贊贊剪筠轉(zhuǎn) 引 第二章電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 紗張力的控制帶來(lái)不利影響 對(duì)于提刀大開(kāi)口端的d 點(diǎn) 也可利用上述方法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 限于篇幅 只做d 點(diǎn)豎直位移分析 矢量圖如2 1 6 所示 a 圖2 1 6 曲柄連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化矢量圖 上圖中l(wèi) l l 3 l l 0 1 及9 為已知參數(shù) 機(jī)構(gòu)矢量封閉方程為 三l l 2 l 3 l 4 l 5 三6 將其向坐標(biāo)軸投影 得 2 8 三lc o s o l l 2c o s 0 2 l 3c o s 0 3 l 4c o s 0 4 l 5c osoi l s i n0ls i n 0 2l 3s i n0 ls i n0 4ls i n0 三6 c2 9 li 2 2 3 4 5l 利用迭代法求解 令 解得 h l l l 5 c o s o l l 2c o s 0 2 一l 6 1 l l l 5 s i n0 1 一l 2s i n0 2 奠二蔓 絲 2 l 2 m 芻 二芻 絲 塹 2 l 2 驢2伽留 i 孕h 2 1 2 m 2 0 4 2 a r c t g i 景h 2 i 竽2 j 2 第二章電子提花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 對(duì)方程組2 8 對(duì)時(shí)間t 求導(dǎo)可得 嶼 監(jiān)怒篙產(chǎn) 為求d 點(diǎn)豎直方向位移 構(gòu)建如圖2 1 7 的矢量三角形 嚏 一 圖2 1 7 桿4 矢量三角形 其矢量方程為 丘 z r i 2 1 0 將其向坐標(biāo)軸投影 得方程組 i l 4c o s 8 4 l 5c o s s l2l l oc o s o l o l 4s i n 日4 l 5s i n 0 1 l i oc o s o l o 解得 厄 了砑i 磊萬(wàn)麗 利用m a t l a b 對(duì)d 點(diǎn)