剑杆织机引纬机构设计与分析研究毕业设计

本科毕业设计（论文）题 目 剑杆织机引纬机构的设计与分析研究学 院 机械与自动控制学院 专业班级 11 机械设计制造及其自动化 2 班 姓 名 董海瑞 学号 2011330300804 指导教师 李红军 系 主 任 胡 明 学院院长 胡旭东 二 O 一五 年 五 月 十八 日浙 江 理 工 大 学机械与自动控制学院毕业设计诚信声明我谨在此保证：本人所做的毕业设计，凡引用他人的研究成果均已在参考文献或注释中列出。设计说明书与图纸均由本人独立完成，没有抄袭、剽窃他人已经发表或未发表的研究成果行为。如出现以上违反知识产权的情况，本人愿意承担相应的责任。声明人（签名）：年 月 日I摘要一台完整的织机是由开口机构、引纬机构、打纬机构、卷取机构和送经机构等五大机构组成。引纬机构是纺织工业上剑杆织机的关键部件。引纬运动是织机的五大运动之一，它是引导纬纱进入并穿过梭口的过程，也是五大运动之中最为繁琐的一部分,同样也是织机最为重要的一部分。区分各类织机的一个重要的标准就是根据其引纬方式的不同。引纬机构的结构形式、运动精度以及平稳性直接影响织机的速度、效率以及织物的质量。国内目前应用较广泛的剑杆织机有一部是采用六连杆式的机构进行引纬。 本次设计研究主要是针对 YJ736 型剑杆织机的引纬机构进行研究与分析，该类剑杆织机引纬机构采用的就是六连杆引纬机构。我们在原有剑杆织机的基础上对其引纬机构进行测绘，然后运用 SolidWorks 软件进行建模，模拟仿真其运动过程。在了解剑杆织机的工作原理基础上，对引纬机构进行运动学和动力学分析，并从工程应用角度出发，从运动学、优化设计、动力学几个方面对引纬机构进行研究。最后，总结该类剑杆织机的优点与不足之处，并提出合理化建议。关键词：剑杆织机；引纬机构；优化设计；六连杆；运动学；动力学IIAbstractA complete loom is composed of the shedding mechanism,the weft insertion mechanism, the beating up mechanism , the batching mechanism and the let - off mechanism.Weft insertion mechanism is a key component of rapier loom in textile industry. weft insertion is one of the five movements of loom,It is the process of carring the yarn through the shed,and it is the most complex movements .The different weft insertion modes are the important standards to distinguish between various types of loom.the weft insert speed,efficiency and quality of the textile are effected by its structure form,its precision of movement and its smooth of movement accuracy. At present, a conjugate cam weft insertion mechanism is widely used in the six links type mechanism. This design research is mainly aimed at the type rapier loom of YJ-736.The rapier loom weft insertion mechanism is used in the six bar linkage weft insertion mechanism.We based on the original rapier loom on the weft insertion mechanism of Surveying and mapping,Then the model is built by SolidWorks software,Simulate the process of weft insertion.Based on knowing the rapier loom working theory, and the mechanism was analyzed kinematically,dynamically.Finally, summarize the advantages and disadvantages of the rapier loom, and put forward reasonable suggestions.Keywords:rapier loom;weft insertion mechanism;optimal design;six bar linkage;kinematics;dynamics;目 录摘 要Abstract第 1 章 绪论 .11.1 课题背景以及研究意义 .11.1.1 课题背景 .11.1.2 研究的意义 .11.2 本章小结 .2第 2 章 剑杆织机的简介 .32.1 织机的结构简介 .32.2 织机的分类及其特点 .42.2.1 喷气织机的特点 .42.2.2 片梭织机的特点 .52.2.3 剑杆织机的特点 .52.3 剑杆织机的简介及其分类 .62.3.1 剑杆织机的定义 .62.3.2 剑杆织机的分类 .62.4 不同剑杆织机引纬机构的简介和传动原理分析 .82.4.1 TP500 型剑杆织机引纬机构分析 .82.4.2 SM 型剑杆织机引纬机构分析 .112.4.3 C401 型剑杆织机引纬机构分析 .132.4.4 GTM 型剑杆织机引纬机构分析 .152.5 本章小结 .16第 3 章 六连杆引纬机构的设计 .173.1 连杆部分的结构设计 .173.2 传剑箱的结构设计 .193.3 本章小结 .20第 4 章 传剑箱齿轮的校核 .214.1 传剑箱齿轮的选取方案 .214.2 传剑箱齿轮的校核 .214.3 本章小结 .26第 5 章 有限元应力分析 .275.1 齿轮的应力分析 .275.2 轴的应力分析 .285.3 本章小结 .29第 6 章 结论与展望 .306.1 结论 .306.2 展望 .30致谢 .31参考文献 .32浙江理工大学本科毕业设计1第 1 章 绪论1.1 课题背景以及研究意义1.1.1 课题背景随着科技的发展，人们生活的日新月异。我国在各个领域取得了瞩目的成就。在纺织机械领域同样经历了从无到有、从小到大、从低端到高端的发展。纺织行业是一个传统的行业，是社会和经济发展的重要支柱。处于衣、食、住、行的首位，纺织业存在于我们生活中的方方面面，涉及到我们生活中的每个角落，我们生活中处处都离不开纺织。正是因为人们这种不断的需求，才促进了纺织业的飞速发展。从原始的手工纺织，逐渐发展到以机器代替人力，解放了生产力的同时也增加了纺织的质量与速度。然而我们还不能局限于现在的纺织水平，我们要通过不断的创新，追求质量高、速度快的纺织机械。在这种背景下，旨在促进纺织企业发展，提高纺织企业的竞争能力，本课题主要针对剑杆织机的引纬机构进行分析，研究并分析这种剑杆织机引纬机构的结构和工作原理，并在此基础上从运动学角度分析、优化设计、动力学分析，为以后探索一个剑杆织机引纬机构改型的可行性方案提供一点可借鉴的经验。1.1.2 研究的意义剑杆织机是目前应用最为广泛的无梭织机，占无梭织机总数的 45%以上，织机行业发展的优先位置。剑杆织机的机构与传统的有梭织机相仿，其筘座往往比有梭织机的简而轻，因此适用于老机改造。用筒子纱制织省去卷纬工序，劳动生产率高。它用选纬针引入纬纱，多则可达 8 色以上色纬引入，而且便于单纬引入，使织物具有灵活多样的特点，适用于色织，织格子织物、装饰织物、地毯、双层织物等。由于剑杆织机是积极传动的，废除了梭子引纬冲击，撞击的特点，有效地降低了织机的在工作时的噪声。在现代剑杆织机上剑杆用碳纤等复合材料制造而成的，它具有挺直、轻质、耐高温等特点可以适应耐高温等特点可以适应高速运转的需求，从而促进了剑杆织机的发展。它除了具有无梭织机高速、高自动化程度、高效能生产的特点外，其积极引纬方式具有很强的品种适应性，能适应各类纱线的引纬，加之剑杆织机在多色纬织造方面也有着明显的优势，可以生产多达 16 色纬纱的色织产品。随着无梭织机取代有梭织机，剑杆织机将成为机织物的主要生产机种 1。浙江理工大学本科毕业设计2目前，国内纺织行业织造厂引进国外的纺织机械增加，尽管国内也有大量生产纺织机械的厂商，但是其自主研发的能力低，大多是引进国外先进的技术，然后自己加工制造，创新程度不高，缺乏创新能力。然而这就导致了纺织机械与纺织技术的昂贵。这实际上限制了纺织行业的发展。要想振兴纺织行业，必须学会自主研发与创新 2。从研发设计到生产加工，再到装配调试，最后到成品的过程必须能独立自主地完成。这都是国内纺织机械将要面临的挑战。身为一名机械人员有必要为纺织行业的发展贡献力量，尽我绵薄之力，推进纺织机械行业发展。因此，在大学阶段培养有实际的纺织机械设计知识的人才是至关重要的。因为他们的能力关乎着纺织机械行业未来的发展。本次毕业设计主要针对剑杆织机的引纬机构的机械结构进行设计，简单的对剑杆织机的引纬机构的运动以及传剑机构的工作过程进行模拟与仿真。引纬运动是织机的五大运动之一，它是引导纬纱进入并穿过梭口的过程，也是五大运动之中最为繁琐的一部分,区分各类织机的一个重要的标准就是根据其引纬方式的不同。通过本次设计，我们可以熟知剑杆织机引纬机构的工作过程，也可以通过剑杆织机的引纬扩展到其他织机的引纬运动。了解剑杆织机是如何应用剑头进行引纬，让我们对剑杆织机的引纬运动有一个更加透彻的了解。对纺织机械知识的了解不仅仅停留在书本上，而是将纺织机械的知识应用并且发散到到了实际当中。同时，此次设计必将为其他人在以后的研究中，提供一些可供参考的资料，提供一点经验，也希望能够鼓励中国纺织机械在自主研发方面的发展。本课题设计重点在于六连杆引纬机构，通过对引纬机构进行运动学分析、优化设计、动力学分析，希望能剖析引纬机构，探索一个剑杆织机引纬机构改型的可行性方案。1.2 本章小结本章前半部分主要讲述的是课题的背景与研究意义，讲述了剑杆织机现在的发展现状，主要是描述目前织机所能够达到的织物水平，以及未来的发展趋势。后半部分主要讲的是此次设计所涉及的内容和目的。浙江理工大学本科毕业设计3第 2 章 剑杆织机的简介2.1 织机的结构简介织机的种类有很多，但是各类织机基本上都是由开口机构、引纬机构、打纬机构、卷取机构、送经机构这五大机构组成的。下面我们简单介绍一下这五大机构。开口机构：在织机上，每次引纬之前将织轴引出的经纱按组织点的要求向上和向下分开，形成一个能足以让载纬器或引纬介质顺利通过的通道梭口，这一形成梭口的运动过程叫开口运动，完成这一运动的机构叫开口机构。引纬机构：由载梭器、纬纱夹持器或引纬介质将纬纱引入织口，便于与经纱交织形成织物，这一将纬纱引入并通过梭口的运动叫引纬运动，完成引纬运动的机构叫引纬机构。打纬机构：把引入到梭口的纬纱推到织口，形成织物的运动叫打纬机构，完成打纬运动的机构叫打纬机构。卷取机构：为了保证织机连续运转，要将织出的织物引离织口，织物引离织口卷成一定的卷装形成的运动叫卷取运动，完成卷取运动的机构叫卷取机构。送经机构：是持续从织轴放送出适当长度的经纱，使经纱能在一定张力控制 范围内进行交织的运动叫做送经运动，完成送经运动的机构叫送经机构 3 。 我们简单介绍一下一般织机的工作原理，通过下图 2-1 我们将对织机的结构以及工作原理有一个简单的了解。浙江理工大学本科毕业设计4图 2-1 机织物意形成示图1织轴 2经纱 3后梁 4停经片 5经纱 6、6综丝 7、7综框 8钢筘9纬纱 10纡子 11梭子 12胸梁 13卷取轮 14卷布辊 15织物 16箱座经纱 2 经过从织轴 1 引出,绕过后梁 3，并经过停经片 4，穿过综框 7 上的综眼，综框作上下运动，使穿过综眼的经沙分成两层，形成梭口，以便剑杆（引纬器）穿过梭道，将纬纱引入梭口。由钢筘 8 引入的纬纱打入梭口，使经纱和纬纱交织成织物，然后经过胸梁 12、卷布辊、导布辊，最后将织物卷在卷布辊上。织机各主要机构工作配合，就是开口机构、引纬机构、打纬机构、卷曲机构、送经机构的工作时间配合，其中最重要工艺参数是开口机构和引纬机构的时间配合。二者达到合理的协调，才能使织机流畅的工作。2.2 织机的分类及其特点当前，国内纺织企业应用最多的织机类型主要是剑杆、片梭与喷气织机三种。作为应用最广泛的织机，它们具有各自优势和问题。下面我们简单介绍一下它们 各自的特点以及存在的问题。2.2.1 喷气织机的特点喷气织机在织造中利用空气作为介质喷射引纬，已被公认为一种最有效的引纬方式，这种引纬介质不需要有任何机件的支持，同时也不会使纱潮湿，以致影响工作。不会像一般载纬器那样在高速飞行时有发生轧梭的危险，因而比较安全。当纬纱发生断头时易从织口中清除出去，便于设置断纬清除和自动生浙江理工大学本科毕业设计5头的装置，具有较高的自动化程度。织机上的经位置线可以作任意改变，例如可以做成倾斜梭口，织机上卷布辊位置可以移到后面放在经轴下面。这样既节约了织机在深度方向的面积，又可在织机后车弄内传送经轴、布辊，以利管理和操作。喷气织机为了使气流能有效地握持纬纱提高引纬速度，往往需通过高速喷射的气流来引纬，从而产生了一些缺陷。例如，气流在自由空间喷射进入周围大气之中，它将在一相对比较短的距离内损失其飞行初速度。为了减少这种气流的扩散，在织机上安装了急流装置。动力