需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)的反求設(shè)計(jì)與 仿真分析 學(xué) 院 機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 09（ 4）班 姓 名 蔣程強(qiáng) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 陳建能 系 主 任 學(xué)院院長(zhǎng) 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 浙 江 理 工 大 學(xué) 機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信聲明 我謹(jǐn)在此保證：本人所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)，凡引用他人的研究成果均已在參考文獻(xiàn)或注釋中列出。設(shè)計(jì)說(shuō)明書與圖紙均由本人獨(dú)立完成，沒(méi)有抄襲、剽竊他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的研究成果行為。如出現(xiàn)以上違反知識(shí)產(chǎn)權(quán)的情況，本人愿意承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。 聲明人（簽名）： 年 月 日 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 i 摘要 劍桿織機(jī)的引緯機(jī)構(gòu)，是劍桿織機(jī)的核心機(jī)構(gòu)之一，其運(yùn)動(dòng)性能如何將在很大程度上決定著整臺(tái)織機(jī)的性能與檔次。所以，一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的劍桿引緯機(jī)構(gòu)能夠改善劍桿織機(jī)的工作效率與所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。本文提出了一種新型的劍桿引緯機(jī)構(gòu)，即非圓齒輪行星輪系劍桿引緯機(jī)構(gòu)。 本文中分析了劍桿織機(jī)的引緯工藝要求，得到了劍桿織機(jī)引緯時(shí)主軸轉(zhuǎn)過(guò)不同角度的時(shí)候劍桿應(yīng)該有的位移、速度以及加速度。并以此為依據(jù)設(shè)定了劍桿的加速度運(yùn)動(dòng)曲線為一等腰梯形的 形狀的曲線，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步計(jì)算后得到了劍桿的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。本文設(shè)計(jì)的非圓齒輪行星輪系劍桿引緯機(jī)構(gòu)的作用是 將主軸的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成劍桿的有規(guī)律的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)這一模型 的傳動(dòng)規(guī)律建立運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模型，結(jié)合其中非圓齒輪的特性得到節(jié)曲線方程。再基于 用該軟件可以反求出機(jī)構(gòu)中各個(gè)參數(shù)的值，之后根據(jù)仿真的結(jié)果調(diào)整機(jī)構(gòu)參數(shù)，最終得到符合引緯規(guī)律的合理的參數(shù)，證明本文設(shè)計(jì)的引緯機(jī)構(gòu)是合理可行的。 關(guān)鍵詞： 非圓齒輪；引緯機(jī)構(gòu)；反求；劍桿織機(jī) 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 he is of of a of a of a of of of up a of in of of of as a on of is to of to of to of of a of be by on of of be at be 江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 錄 第 1 章 緒論 . 1 題的研究背景與意義 . 1 內(nèi)外劍桿引緯機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) . 2 桿引緯機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)介 . 2 內(nèi)外劍桿引緯機(jī)構(gòu)的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) . 2 圓齒輪的發(fā)展及研究情況 . 5 圓齒輪的介紹 . 5 圓齒輪的研究狀況 . 5 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 . 6 第 2 章 非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析模型的建立 . 8 桿織機(jī)的引緯工藝要求 . 8 頭的理想運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程的建立 . 9 頭理想運(yùn)動(dòng)曲線的構(gòu)造 . 9 頭運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程的建立 . 10 圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)的模型簡(jiǎn)介 . 13 圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)反求模型的建立 . 15 求設(shè)計(jì)思想的簡(jiǎn)介 . 15 圓齒輪行星輪系放大輪系的運(yùn)動(dòng)模型的建立 . 15 一級(jí)非圓齒輪行星輪系運(yùn)動(dòng)模型的建立 . 17 二級(jí)非圓齒輪行星輪系運(yùn)動(dòng)模型的建立 . 18 第 3 章 非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)反求設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真軟件的設(shè)計(jì) . 20 算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單介紹 . 20 圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)反求設(shè)計(jì)與仿真軟件的介紹 . 20 緯機(jī)構(gòu)反求設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)思路 . 20 緯機(jī)構(gòu)反求程序的關(guān)鍵性思想 . 20 緯機(jī)構(gòu)參數(shù)的設(shè)定 . 22 緯機(jī)構(gòu)反求軟件的界面介紹 . 23 緯機(jī)構(gòu)反求軟件各個(gè)控件的介紹 . 24 緯機(jī)構(gòu)反求軟件的功能特點(diǎn) . 28 第 4 章 引緯機(jī)構(gòu)三維模型的建立與仿真 . 29 第 5 章 總結(jié) . 33 參考文獻(xiàn) . 34 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 1 第 1章 緒論 題的研究背景與意義 全套資料帶 ， 系 414951605 或 1304139763 紡織是人類社會(huì)最古老的一個(gè)生產(chǎn)部門，它與我們的生活息息相關(guān)。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展和手工編 結(jié)技術(shù)的提高，紡織技術(shù)出現(xiàn)并發(fā)展起來(lái)。隨著工業(yè)技術(shù)的提高，織機(jī)以其紡織速度快、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)逐漸取代原始紡織手段開始迅速發(fā)展起來(lái)。 我國(guó)已成為全球第一紡織大國(guó)，現(xiàn)有生產(chǎn)能力為 紡紗錠，加工全球紡織纖維總量的 42% 48%，生產(chǎn)的服裝占全球服裝產(chǎn)量的近二分之一，供應(yīng)紡織品、服裝占全球貿(mào)易量的二分之一 1。 但我國(guó) 卻非紡織機(jī)械的生產(chǎn)大國(guó)，而 是紡織機(jī)械的進(jìn)口大國(guó)，織造 行業(yè) 對(duì)進(jìn)口設(shè)備的依賴度比較大 。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)紡織機(jī)械在 2011 年上半年的進(jìn)出口累計(jì)總額為 美元，同比增長(zhǎng) 其中紡織機(jī)械進(jìn) 口 美元，同比增長(zhǎng) 2。 我國(guó)的織機(jī)行業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前已具有一定的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力 3，但是與世界先進(jìn)水平仍有較大的差距，因此 紡織機(jī)械技術(shù)裝備的 研究和 發(fā)展 對(duì)提升 我國(guó)紡織工業(yè)的總體水平和競(jìng)爭(zhēng)力 具有切實(shí)的意義 4。而引緯機(jī)構(gòu)就是其中一項(xiàng)關(guān)鍵的研究?jī)?nèi)容。 引緯方式分為有梭引緯和無(wú)梭引緯，其中無(wú)梭引緯可分為噴水引緯、劍桿引緯、噴氣引緯和片梭引緯四種 5。 自 1963 年漢諾威國(guó)際紡織機(jī)械展覽會(huì)首次展出了商業(yè)性劍桿織機(jī)以來(lái)，隨著新材料和新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，這種織機(jī)的工藝性能日趨完善。 80 年代末，劍桿織機(jī)進(jìn)入了全盛時(shí)期。用劍桿織機(jī)加工織物的范圍，從中厚織物發(fā)展到輕薄織物，從服裝面料發(fā)展到裝飾和產(chǎn)業(yè)用織物，由單層織物發(fā)展到毛圈及雙層起絨織物，從狹幅發(fā)展到 闊幅，由低速發(fā)展到高速?，F(xiàn)今劍桿織機(jī)的最高入緯量已突破 1100m/紗的選色從單色發(fā)展到最多達(dá) 16 色 (德國(guó) 桿織機(jī) )。這是其他幾種無(wú)梭織機(jī)不可比擬的 6。 劍桿織機(jī)它是利用往復(fù)移動(dòng)的劍狀桿將檢口外因定筒子上的緯紗引入梭口，與有梭織機(jī)相比，它的入緯串高，織物質(zhì)量?jī)?yōu)，機(jī)器噪聲低，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。劍桿織機(jī)引緯過(guò)程緯紗 始終受到劍頭的積極控制，可適應(yīng)強(qiáng)捻緯紗的織造，不會(huì)出浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 2 現(xiàn)緯紗的退捻和緯縮疵點(diǎn)。劍桿引緯具有極強(qiáng)的多色緯紗織造功能，能十分方便地進(jìn)行多色任意換緯，并且選緯 (換色 )運(yùn)動(dòng)對(duì)織機(jī)速度不產(chǎn)生任何影響，在裝飾織物加工、毛織物加工和棉型色織物等加工中都得到了廣泛使用 7。 內(nèi)外劍桿引緯機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 桿引緯機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)介 劍桿引緯機(jī)構(gòu)是劍桿織機(jī)的五大核心機(jī)構(gòu)之一，它將緯紗引入梭口，形成織物所需的紋理。能保證引緯失誤少，可靠性高，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)許多引緯比較困難的紗線進(jìn)行引緯，其制織品種的適應(yīng)性極其 廣泛，同時(shí)劍桿織機(jī)的門幅寬，因此劍桿織機(jī)成為應(yīng)用最廣泛的一種無(wú)梭織機(jī)。現(xiàn)代織機(jī)在適應(yīng)高速、高效的同時(shí)，對(duì)引緯機(jī)構(gòu)的性能要求越來(lái)越高，引緯機(jī)構(gòu)的好壞直接決定整機(jī)性能的優(yōu)劣 8。正因?yàn)閯U引緯機(jī)構(gòu)在劍桿織機(jī)中的重要作用，國(guó)內(nèi)外許多紡織領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)者都對(duì)其進(jìn)行了研究，并取得了許多的成果。 內(nèi)外劍桿引緯機(jī)構(gòu)的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) 目前，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上出售的劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)主要有以下幾種： 共軛凸輪引緯機(jī)構(gòu)，如圖 1 示， 該引緯機(jī)構(gòu)有一個(gè)自由度，由共軛凸輪、連桿機(jī)構(gòu)和輪系組成。共軛凸輪 1 使剛性角形桿 桿 桿過(guò)四連桿機(jī)構(gòu) 動(dòng)與搖桿 性連接的圓柱齒輪 2 作往復(fù)擺動(dòng)。最后經(jīng)過(guò)定軸輪系 的放大，使與劍輪嚙合的劍帶4 獲得往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 這類機(jī)構(gòu)很容易滿足引緯要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其劍頭運(yùn)動(dòng)規(guī)律在理論上可按照任意曲線要求來(lái)設(shè)計(jì) 9。該機(jī)構(gòu)的性能取決于共軛凸輪的設(shè)計(jì)，但凸輪廓線加工精度要求相當(dāng)高，制造難度大，如存在誤差就易產(chǎn)生磨損沖擊和振動(dòng)加劇，影響正常的織造。 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 3 變螺距螺旋傳動(dòng)引緯機(jī)構(gòu)，如 圖 1示， 主軸帶動(dòng)曲柄 過(guò)連桿 產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，螺母 C 與螺桿 1 形成螺紋副，帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺桿軸上的劍輪 2 傳劍。 這類機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)鏈短，結(jié)構(gòu)緊湊，交接條件好，但傳動(dòng)效率低，而且變螺距螺旋副的加工也很困難 8。 差動(dòng)輪系連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的引緯機(jī)構(gòu)，如圖 1示。周轉(zhuǎn)輪系的軸心 O 為筘座腳 擺動(dòng)中心， 的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)連桿分別傳遞給桿 筘座腳。 角速度 的角速度， 角速度 轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)臂的角速度。在 心輪 2 以合成速度 過(guò)圓錐齒輪系 (4、5、 6 和 7)帶動(dòng)傳劍輪 88。該機(jī)構(gòu)能很好的改善交接緯時(shí)緯紗張力變化大或緯紗松弛導(dǎo)致交接失誤的現(xiàn)象，但是傳動(dòng)路線長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜。 圖 1軛凸輪引緯機(jī)構(gòu) 圖 1螺距螺旋傳動(dòng)引緯機(jī)構(gòu) 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 4 空間四連桿引緯機(jī)構(gòu)，如 圖 1示 ， 2 為織機(jī)主軸，由曲柄 1、叉桿 3 和搖桿 4 組成的球面曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)連桿 5 帶動(dòng)扇齒輪 6，驅(qū)動(dòng)劍輪 7。但 其引緯運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)靈活性不如平面六連桿送緯、四連桿接緯機(jī)構(gòu) 8。 電子引緯機(jī)構(gòu)，如圖 1示，這類引緯機(jī)構(gòu)是機(jī)械電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是伴隨著電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展而提出的一種新的引緯方法。這類機(jī)構(gòu)核心技術(shù)是伺服電機(jī)的控制 10。另外，與此相似的還有一種電磁控制 11機(jī)構(gòu)。這類引緯方法的優(yōu)點(diǎn)在于機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能最大程度消除機(jī)械部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量帶來(lái)的不良影響。通過(guò)改變引緯控制器中數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)劍桿織機(jī)引緯運(yùn)動(dòng)規(guī)律的可選擇性，滿足和提高織機(jī)對(duì)不同緯紗的適織性能，進(jìn)一步增強(qiáng)織造多品種織物的能力，提高織機(jī)的自動(dòng)化水平 8。不過(guò)這類機(jī)構(gòu)對(duì)電子技術(shù) 的要求較高，目前，該技術(shù)還沒(méi)有獲得普遍的推廣和使用，尚處于實(shí)驗(yàn)改進(jìn)階段。 圖 1間四桿引緯機(jī)構(gòu) 圖 1動(dòng)輪系連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)引緯機(jī)構(gòu) 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 5 隨著技術(shù)的不斷革新，機(jī)械和電子的聯(lián)系越來(lái)越緊密。引緯機(jī)構(gòu)以后的發(fā)展也可能會(huì)逐漸的與微電子相結(jié)合，使我們對(duì)引緯運(yùn)動(dòng)的控制能夠更加隨心所欲。 圓齒輪的發(fā)展及研究情況 圓齒輪的介紹 非圓齒輪是 一種特殊的齒輪，與 圓齒輪的 不同之處在于 其 節(jié)曲線形狀不規(guī)則。在圓柱齒輪的傳動(dòng)過(guò)程中，其傳動(dòng)比為一固定常數(shù)，從動(dòng)輪和主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)角呈線性關(guān)系；而對(duì)于非圓齒輪，其傳動(dòng)比為非特定的函 數(shù)，從動(dòng)輪和主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)角關(guān)系是非線性的。 一對(duì)互相嚙合的非圓齒輪，當(dāng)主動(dòng)輪作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪便作一定規(guī)律的變角速運(yùn)動(dòng)，非圓齒輪可使工作機(jī)構(gòu)具有變速運(yùn)動(dòng)，能協(xié)調(diào)工作機(jī)構(gòu)的循環(huán)周期，利用非圓齒輪機(jī)構(gòu)與連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合，能獲得等速或所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 12。 而 要實(shí)現(xiàn)劍桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)需要多個(gè)齒輪組成非圓齒輪行星輪系才能實(shí)現(xiàn)。由于非圓齒輪的特性，當(dāng)輸入軸以勻角速度朝一個(gè)方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)非圓齒輪輪系，輸出軸的回轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速都可能改變，因而有可能設(shè)計(jì)出輸出軸作連續(xù)單向轉(zhuǎn)動(dòng)的、間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的以及往復(fù)擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)。 非圓齒輪節(jié)曲線可 以是任意不規(guī)則的形狀，目前研究較多的節(jié)曲線主要有橢圓及其變階形式、卵形、對(duì)數(shù)螺線形和傅里葉曲線等形狀。 非圓齒輪 已經(jīng)在機(jī)械工業(yè)等學(xué)科得到了較大范圍的應(yīng)用，常 見(jiàn)于如自動(dòng)化儀表、農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床等行業(yè) 13。 圓齒輪的研究狀況 2O 世紀(jì) 40 年代開始，由于當(dāng)時(shí)機(jī)械制工業(yè)的發(fā)展，對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求愈來(lái)圖 1子引緯機(jī)構(gòu) 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 6 愈多樣化、復(fù)雜化，已有的齒輪傳動(dòng)或其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)很難滿足需要。為了實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比傳動(dòng)，人們突破了傳統(tǒng)圓齒輪的局限而發(fā)明了非圓齒輪 14。但是由于一些問(wèn)題的限制，以致影響了它的應(yīng)用 15。例如如何表達(dá) 非圓齒輪節(jié) 曲線的方法，在得到非圓齒輪節(jié)曲線的離散數(shù)據(jù)后需要對(duì)其進(jìn)行擬合，但是非圓齒輪節(jié)曲線的擬合對(duì)曲線擬合方法有很高的要求，擬合得到的節(jié)曲線需滿足非圓齒輪實(shí)際的保凸性、壓力角等要求。另外非圓齒輪的加工也不簡(jiǎn)單。由于非圓齒輪節(jié)曲線的不規(guī)則性，其齒廓難以用傳統(tǒng)的齒輪加工方法加工生成。雖然數(shù)控機(jī)床的發(fā)展降低了非圓齒輪加工的難度，但是編制數(shù)控加工代碼仍太繁雜，已開發(fā)的數(shù)控技術(shù)模塊對(duì)非圓齒輪的加工通用性不高。 但是非圓齒輪與連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)相比，具有較大的優(yōu)越性尤其是它適用于高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的單向循環(huán)運(yùn)動(dòng)。所以，人們 在加工非圓齒輪方面動(dòng)了不少腦筋。 程序語(yǔ)言開 發(fā)軟件 等計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用 10； 加工設(shè)備的智能化、參數(shù)化以及高精度化 11，機(jī)械制造行業(yè)也在朝著開發(fā)智能化、參數(shù)化的數(shù)控設(shè)備這一趨勢(shì)發(fā)展 12； 線切割、粉末冶金和快速成型等新型非圓齒輪生產(chǎn)技術(shù)在非圓齒輪加工中的應(yīng)用 ，使得非圓齒輪的加工問(wèn)題已得到了很好的解決 13。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中研究的主要內(nèi)容包括： 1） 了解、掌握 劍桿織機(jī)引緯工藝要求 清楚劍桿織機(jī)引緯時(shí)，主軸轉(zhuǎn)過(guò)不同角度的時(shí)候劍頭應(yīng)該有的位移、速度以及加速度。 2） 建立劍頭 的理想運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程 根據(jù)最符合劍桿織機(jī)織造的原則，得到劍桿的理想運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程。 3）由給定的 非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu) 的傳動(dòng)原理，建立運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模型 根據(jù)非圓齒輪的特性建立傳動(dòng)模型，將主軸的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成期望達(dá)到的劍桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 4）編寫運(yùn)動(dòng)分析、仿真軟件，進(jìn)行參數(shù)反求。 根據(jù)得到的理想的運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程，利用 寫 運(yùn)動(dòng)分析、仿真軟件，反求出機(jī)構(gòu)中各個(gè)參數(shù)的值。 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 7 5）根據(jù)最佳參數(shù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 根據(jù)得到的參數(shù)和建立的運(yùn)動(dòng)模型，對(duì)結(jié)果進(jìn)行仿真分析，并由仿真結(jié)果對(duì)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 8 第 2章 非圓齒輪行 星輪系引緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析模型的建立 引緯機(jī)構(gòu)用于將織機(jī)主軸的勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為引緯劍頭的變速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，本章在滿足劍桿引緯機(jī)構(gòu)的工藝特性要求的基礎(chǔ)上，設(shè)定了理想的引緯劍頭運(yùn)動(dòng)規(guī)律，建立了該新型引緯機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)反求模型，并根據(jù)引緯劍頭的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和已知的機(jī)構(gòu)參數(shù)反求得到了非圓齒輪的節(jié)曲線方程。 桿織機(jī)的引緯工藝要求 引緯機(jī)構(gòu)最終要應(yīng)用在劍桿織機(jī)中，所以它必須滿足劍桿織機(jī)的引緯工藝要求。 典型的劍桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律有下列特征：在劍桿向梭口內(nèi)運(yùn)動(dòng)起始處，送緯劍和接緯劍運(yùn)動(dòng)緩慢，而且送緯劍更慢，這有利于送緯劍能在較短 的距離內(nèi)正確夾持住緯紗。在梭口中央交接時(shí)，送緯劍和接緯劍運(yùn)動(dòng)也緩慢，有利和緩交接，降低緯紗張力 2。 且交接時(shí)需滿足一定的緯紗交接沖程要求，一般理論交接沖程取10 所以我們能得到劍桿引緯的一系列特點(diǎn)：劍頭在梭口內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)，占主抽轉(zhuǎn)角 200 240，甚至更長(zhǎng)些；劍頭進(jìn)出梭口的時(shí)間可調(diào)范圍小，劍頭進(jìn)入梭口約在 60 90間，出梭口約在 280一 310間，空程可使劍頭遲進(jìn)、早出梭口，常見(jiàn)的劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)工作圓圖如圖 2示。為了滿足劍桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，需要調(diào)整的主要引緯參數(shù)有劍頭初始位置、劍頭動(dòng)程 、緯紗交接配合、剪緯、釋放緯紗和劍頭運(yùn)動(dòng)的配合 6。 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 9 頭的理想運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程 的建立 頭理想運(yùn)動(dòng)曲線的構(gòu)造 劍桿織機(jī)劍頭運(yùn)動(dòng)規(guī)律的優(yōu)化可以使引緯運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn) ,改善緯紗的受力狀況 ,提高入緯率 ,適應(yīng)高速織機(jī)的要求 ,大大改善織機(jī)的織造性能。常用的劍頭運(yùn)動(dòng)規(guī)律有正弦加速度規(guī)律、梯形加速度規(guī)律和修正梯形加速度規(guī)律等。已有的一些計(jì)算表明 ,在動(dòng)程和運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的條件下 ,正弦加速度規(guī)律的加速度峰值比修正梯形加速度規(guī)律的加速度峰值大 45%,速度峰 值大 4%。結(jié)合劍桿織機(jī)劍頭的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求，在目前常用的劍頭運(yùn)動(dòng)規(guī)律中 ,修正梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律是最優(yōu)越的。修正梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指引緯加速度曲線的形狀類似于梯形 ,在梯形的轉(zhuǎn)折處用多項(xiàng)式曲線光滑過(guò)渡。過(guò)渡曲線設(shè)計(jì)是修正梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 目前有很多種研究劍桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線的方法，例如直接假設(shè)位移曲線方程 ,然后根據(jù)各曲線段的位移、速度、加速度關(guān)系以及曲線的連續(xù)、光滑條件 ,找出各段曲線的邊界條件 ,列出方程組依次求解出位移、速度、加速度曲線方程。雖然該種設(shè)計(jì)方法能很好地滿足劍頭的運(yùn)動(dòng)要求 ,但其優(yōu)化變量有 11 個(gè)之多 ,計(jì)算量較大；或者采用 5 次多項(xiàng)式來(lái)設(shè)計(jì)加速度的過(guò)渡曲線 ,這種方法滿足了高速劍桿織機(jī)對(duì)加速度、躍度無(wú)突變的要求 ,劍頭的運(yùn)動(dòng)也很平穩(wěn) ,沖擊較小 ,是一種較為優(yōu)越的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ,但隨著多項(xiàng)式次數(shù)的增加 ,引緯機(jī)構(gòu)精度要求提高 ,零件加工難度加大 ,成本增高 ,機(jī)構(gòu)對(duì)誤差的敏感性也相應(yīng)提高。因此本設(shè)計(jì)根據(jù)修正梯圖 2桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)工作圓圖 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 形加速度劍頭運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在現(xiàn)有的成果之上采用三次埃爾米特插值多項(xiàng)式構(gòu)造4 段過(guò)渡曲線 20， 構(gòu)造了理想的引緯機(jī)構(gòu)加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線。再根據(jù)得到的加速度運(yùn)動(dòng)曲線規(guī)律分別進(jìn)行一次和兩次積分求得引緯機(jī)構(gòu)的速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線和位移運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線。 引緯機(jī)構(gòu)加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線如圖 2示 頭運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程的建立 1、加速度方程的建立 以下是一些參數(shù)的設(shè)定 ：引緯工藝參數(shù)，主軸轉(zhuǎn)角，由引緯工藝條件決定； 1、2、3：對(duì)應(yīng)劍頭運(yùn)動(dòng)過(guò)程中主軸的轉(zhuǎn)角，為已知量； S 劍頭加速度，由織機(jī)所需的筘幅決定筘幅； h 最大正向加速度值，根據(jù)劍桿動(dòng)程要求確定； 加速度初始值，為應(yīng)變量。 由 引緯機(jī)構(gòu)加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線可知 ，當(dāng) 在10, )區(qū)間時(shí) 設(shè) 231 0 1 2 3()f a a a a 由邊界條件：1 0 021 1 2 3231 1 0 1 1 2 1 3 121 1 1 2 1 3 1( 0 )( 0 ) 2 3 0()( ) 2 3 0f a hf a a af a a a a h hf a a a 圖 2緯機(jī)構(gòu)加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 11 得000 0 1 2 323113 ( ) 2 ( ), 0 , ,h h h ha h a a a ，所以 23000 23113 ( ) 2 ( )() h h h （ 2 當(dāng) 在12 , )區(qū)間時(shí) 易知： () （ 2 當(dāng) 在23 , )區(qū)間時(shí) 設(shè) 232 0 1 2 3()f a a a a 由邊界條件：22222323()( ) 0()( ) 0 ，得 322 2 3 2 3 2 30 1 2 33 3 3 33 2 3 2 3 2 3 2( 3 ) ( ) 6 ( ) 3 ( ) ( ) 2 ( ), , , ,( ) ( ) ( ) ( )x x x xh h h h h h h ha h a a a 故 32 232 2 3 2 3 2 33 3 3 33 2 3 2 3 2 3 2( 3 ) ( ) 6 ( ) 3 ( ) ( ) 2 ( )()( ) ( ) ( ) ( )x x x xh h h h h h h （ 2 當(dāng) 在3,區(qū)間時(shí) 易知： ()（ 2 為了利于緯紗的交接，也便于織機(jī)的調(diào)試，劍頭進(jìn)足開始退劍時(shí) () 的速度 0v ，因此在 0, 內(nèi)，函數(shù) ()f 與 軸所圍成的正負(fù)面積之和必須為零，即120。因此可得等式 1321 2 1 2 30 ( ) d ( ) ( ) d ( ) 0xf h f h 即： 0 3 21 2 1 3( ) ( )( ) ( )022 x xh h h 得：1 2 3 1 023()2 （ 2 由于 , 2 這一段的曲線與 0, 這一段的 曲線關(guān)于 對(duì)稱，所以浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 12 加速度方程為： 23000 1 123111 2 2 13222 2 3 2 3 2 33 3 33 2 3 2 3 23233323 ( ) 2 ( ) 0 , ) 2 ,2 , ) 2 ,2 )( 3 ) ( ) 6 ( ) 3 ( ) ( )( ) ( ) ( )2 ( ) , ) 2 ()x x h h h h h h 3233,2 ) , 2 ) （ 2 2、速度方程的建立 設(shè)織機(jī)主軸角速度為 ，即 ，對(duì)加速度曲線進(jìn)行積分即可得到速度曲線，即 t S ，整理可得 0, 段的速度曲線方程如下： 340 0 01231101 112320 1 2 2 3 22 1 23322 2 3 32 3 2 2 3 2332( ) ( ) 0 , )2() () , )2( ) ( ) ( 3 ) ( )( ) ( )2 ( )3 ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) (h h h hh h h h h h 44223333 2 3 20 1 3 2 1 2 33( ) ( ) , ) 2 ( )( ) ( 2 ), 2h h （ 2 由于速度曲線關(guān)于點(diǎn) (,0) 呈中心對(duì)稱，所以 (,2 段的速度曲線表達(dá)式可以表示為： ( ) ( 2 ) 3、位移方程的確立 接著再對(duì)速度曲線進(jìn)行積分，得到位移曲線，即 t S ，整理后可得 0, 段的位移曲線方程如下： 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 13 2450 0 012 2 2 2 31122 20 1 0 1 0 1 1 1122 2 2 22 20 1 0 1 2 0 2 12 2 1 22 2 2 2 2( ) ( ) 0 , )2 4 1 03 ( ) ( ) ( ) () , )2 2 0 2 23 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 0 2 2 2(h h h h hh h h h h hh h h h h 3 2 2 3 3 222 2 3 2 2 3 2 222 2 3 2 33 2 3 24 4 3 5 5 42 3 2 2 2 2232 3 2 33 2 3 220 1 0 1 2 222( ) ( 3 ) ( ) ( ) ( 2 3 )2 2 ( ) ( )( ) ( ) ( 3 4 ) ( ) ( 4 5 ) , )4 ( ) 1 0 ( )3 ( ) ( )2 0 2h h hh h h hh h h h h 20 3 2 1 2 1 3 22 2 22 3 2 2 3 3 23 2 2 2 3 3 2 2 3 3 2 2 32 2 3 2 33 2 3 24 4 3 5 5 42 3 3 2 2 3 3 2 2 32332( ) ( ) ( ) ( )22( ) ( ) ( 3 ) ( ) ( ) ( 2 3 )2 2 ( ) ( )( ) ( ) ( 3 4 ) ( ) ( 4 5 )4 ( ) 1 0h hh h h h hh h h h 23320 1 3 3 2 1 3 2 332()( ) ( ) ( ) ( ) ( ), 2xh h h （ 2 由于位移曲線關(guān)于 這一軸對(duì)稱，所以 (,2 這一段的位移曲線方程可以表示為： ( ) ( 2 )。 圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)的模型簡(jiǎn)介 在本設(shè)計(jì)中我們采用非圓齒輪行星輪系這一引緯機(jī)構(gòu)，該劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2示 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 該機(jī)構(gòu)的行星架 1 由織機(jī)主軸 2 驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)非圓太陽(yáng)齒輪 3 活套在從動(dòng)非圓太陽(yáng)輪軸 4 上，主動(dòng)非圓太陽(yáng)齒輪 3 固定不動(dòng)。位于行星架 1 兩側(cè)的行星軸 5由行星架 1 驅(qū)動(dòng)，兩根行星軸 5 上分別固結(jié)有從動(dòng)非圓行星齒輪 6 和主動(dòng)非圓行星齒輪 7，主動(dòng)非圓太陽(yáng)齒輪 3 和兩個(gè)從動(dòng)非圓行星齒輪 6 嚙合，從動(dòng)非圓太陽(yáng)齒輪 8 和兩個(gè)主動(dòng)非圓行星齒輪 7 嚙合，從動(dòng)非圓太陽(yáng)輪軸 4 上固定有大圓柱齒輪 9，大圓柱齒輪 9 和裝在小圓柱齒輪軸 11 一端的小圓柱齒輪 10 嚙合。小圓柱齒輪軸 11 的另一端固定有大圓錐齒輪 12，大圓錐齒輪 12 和裝在小圓錐齒輪軸14 一端的小圓錐齒輪 13 嚙合。小圓錐齒輪軸 14 的另一端固定有劍輪 15。劍輪15 與劍帶相互嚙合，通過(guò)控制劍輪 15 的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)使得劍頭按預(yù)定設(shè)計(jì)的規(guī)律來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。 在理論上來(lái)說(shuō)只要設(shè)計(jì)出合適的非圓齒輪節(jié)曲線，就可以得到任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律的劍桿運(yùn)動(dòng)曲線。該機(jī)構(gòu)與其它類型的引緯機(jī)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)效率高，能夠適應(yīng)更多的設(shè)計(jì)需 求，具有更高的設(shè)計(jì)靈活性。 1 行星架 2 織機(jī)主軸 3 主動(dòng)非圓太陽(yáng)輪 4 從動(dòng)非圓太陽(yáng)輪軸 5 行星軸 6 從動(dòng)非圓行星輪 7 主動(dòng)非圓行星輪 8 從動(dòng)非圓太陽(yáng)輪 9 大圓柱齒輪 10 小圓柱齒輪 11 小圓柱齒輪軸 12 大圓錐齒輪 13 小圓錐齒輪 14 小圓錐齒輪軸 15 劍輪 圖 2圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)反求模型的建立 求設(shè)計(jì)思想的簡(jiǎn)介 反求 工程 這一術(shù)語(yǔ)起源于 20 世紀(jì) 60 年代 ， 但從工程的廣泛性對(duì)它 進(jìn)行 研究 ,從反求的科學(xué)性進(jìn)行深化還是從 20 世紀(jì) 90 年代初剛剛開始 。 反求工程類似于反向推理 ,屬于逆向思維體系 。 它以社會(huì)方法學(xué)為指導(dǎo) ， 以現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論 ， 方法 ，技術(shù)為基礎(chǔ) ， 運(yùn)用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) ， 知識(shí)和創(chuàng)新思維 ， 對(duì)已有的產(chǎn)品 或想要達(dá)到的結(jié)果 進(jìn)行解剖 ， 分析 ， 重構(gòu)和再創(chuàng)造 ,在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域 ,它具有獨(dú)特的內(nèi)涵 ,可以說(shuō)它是對(duì)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì) 21。 反求 技術(shù)是測(cè)量技術(shù) ， 數(shù)據(jù)處理技術(shù) ， 圖形處理技術(shù)和加工技術(shù)相結(jié)合的一門結(jié)合性技術(shù) 。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和上述技術(shù) 的 逐漸成熟 ,近年來(lái)在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)中愈來(lái)愈多的得到應(yīng)用 ， 因?yàn)樵诋a(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中需要以 設(shè)計(jì)的結(jié)果作為設(shè)計(jì)依據(jù)參考模型或作為最終驗(yàn)證依據(jù)時(shí)尤其需要應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。 圓齒輪行星輪系放大輪系的運(yùn)動(dòng)模型的建立 非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)的行程放大輪系部分如圖 2示 主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到 從動(dòng)非圓太陽(yáng)齒輪 8 之后，由齒輪 8 通過(guò) 從動(dòng)非圓太陽(yáng)輪9 大圓柱齒輪 10 小圓柱齒輪 11 小圓柱齒輪軸 12 大圓錐齒輪 13 小圓錐齒輪 14 小圓錐齒輪軸 15 劍輪 圖 2圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)放大輪系 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 軸 4 傳遞到 大圓柱齒輪 9，再傳遞到與之相嚙合的小圓柱齒輪 10，然后通過(guò) 小圓柱齒輪軸 11 傳遞到大圓錐齒輪 12，再傳遞到與之相嚙合的 小圓錐齒輪 13，最后通過(guò) 小圓錐齒輪軸 14 傳遞給劍輪。在 我們已經(jīng)知道劍輪連接的劍桿劍頭的加速度，速度，位移等運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)的傳遞路徑反向求得從動(dòng)非圓太陽(yáng)齒輪 8 的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)所需的相關(guān)參數(shù)如表 2示 表 2號(hào) 表示的含義 符號(hào) 表示的含義 a 橢圓齒輪 3、 6 的長(zhǎng) 半 軸 b 橢圓齒輪 3、 6 的短 半 軸 c 橢圓齒輪 3、 6 的焦距 k 橢圓齒輪 3、 6 的 偏心率 w 織機(jī)主軸的角速度 n 織機(jī)主軸 的 轉(zhuǎn)速 1織機(jī)主軸的角位移 3主動(dòng)橢圓太陽(yáng) 齒 輪 3 的角位移 6從動(dòng)橢圓行星 齒 輪 6 的角位移 7主動(dòng)非圓行星 齒 輪 7 的角位移 8從動(dòng)非圓太陽(yáng) 齒 輪 8 的角位移 9大圓柱齒輪 9 的角位移 10小圓柱齒輪 10 的角位移 12大圓錐齒輪 12 的角位移 13小圓錐齒輪 13 的角位移 15劍輪 15 的角位移 9 的齒數(shù) 100 的齒數(shù) 122 的齒數(shù) 133 的齒數(shù) r 劍輪 15 的半徑 S 劍頭的位移 S 劍頭的速度 S 劍頭的加速度 大值 、 10、 12、 13 組成的 行程 放大輪系的總傳動(dòng)比 3 的向徑 6 的向徑 7 的向徑 8 的向徑 由劍頭的位移，速度，加速度，以及劍輪的半徑，可以求得劍輪 15 的角位移，角速度，角加速度，如下列式子所示 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 17 151515/ 根據(jù)設(shè)定的放大輪系的各個(gè)齒輪半徑可以得到行程放大輪系的總傳動(dòng)比9 1210 13zi 從而可以求得大圓柱齒輪 9 的角位移，角速度和角加速度，因?yàn)閺膭?dòng)非圓太陽(yáng)輪 8 與大圓柱齒輪 9 是同軸傳動(dòng)的，所以可得 8 9 1 58 9 1 58 9 1 5/z o n gz o n gz o n （ 2 一級(jí)非圓齒輪行星輪系運(yùn)動(dòng)模型的建立 本設(shè)計(jì)的非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)總共包含有兩級(jí)的非圓齒輪輪系，第一級(jí)是由橢圓齒輪行星輪系構(gòu)成。如圖 2示 圖中橢圓 齒輪 3 固定不動(dòng)，橢圓齒輪 6 與齒輪 3 通過(guò)行星架 1 相連