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毕业设计（论文）任务书 课题名称： 倍捻机传动系统设计 完成期限： 院系名称 机电工程学院 指 导 教 师 专业班级 指导教师职称 学生姓名 院系毕业设计（论文）工作领导小组组长签字 一、课题训练内容 在掌握传统捻线机工作原理的基础上，设计出多电机的机械传动系统方案使之符合捻 线工艺。这种新型的捻线机锭子的加捻运动由主电机通过龙带切向传动，卷绕回转运动由卷绕电动机驱动摩擦滚筒实现，这两个电机都采用交流异步电动机变频器调速；往复导纱运动由步进电机拖动滚珠丝杠、导纱杆，为了不让导纱杆由于运动惯性冲过两头，同时也为了安全起见，在导纱杆往复运动极限位置安装了两个光电传感器，由程序控制实现。主要设计的任务是三大运动部分的机械零部件设计、传动方案的选定、装配图的绘制使之能够替代传统的捻线机卷绕系统，最后进行三维 仿真。主要的训练内容： （ 1）资料收集、文献查阅、文件资料总结能力； （ 2）方案选择和比较能力； （ 3）工程设计及动手能力； （ 4）写作能力； （ 5）外文阅读与翻译能力； （ 6）三维仿真的能力。 二、设计（论文）任务和要求（包括说明书、论文、译文、计算程序、图纸、作品等数量和质量等具体要求） 1、掌握捻线机的工作原理、传动路线； 2、掌握多电机传动系统原理； 3、设计捻线机卷绕运动的零件图、装配图合计 3 张 4、用 e 三维仿真； 5、翻译英文资料； 6、编写设计说明书或论文； 7、中英文摘要。 三、毕业设计（论文）主要参数及主要参考资料 主要参数： 最高 卷绕速度： 80m/ 锭速范围： 5000 13000r/ 捻度范围： 200 2000捻 /m； 捻向： 向； 锭子传动方式：龙带切向传动； 卷取筒管角： 0， 330， 420， 557； 卷绕电机功率： 要参考资料： 1 周炳荣 .纺纱机械 M1999. 2 夏金国 ,李金海 .织造机械 M1999. 3 张智明 ,梅顺齐 J2006. 4 阳 云 国 倍捻机的改造及倍捻丝生产技术 J. 化 纤 与 纺 织 技术 ,2006,12(4):75 孔宪生 ,陆锡滨 ,陈卫红 ,潘志勇 ,颜卫珍 倍捻机的使用体会 J2005,33(6):3 四、毕业设计（论文）进度表 武汉科技学院毕业设计（论文）进度表 序 号 起止日期 计划完成内容 实际完成情况 检查人签名 检查日期 1 文献、资料 、调研 2 开题报告 3 案总体设计 4 线机工作原理、 传动路线、 5 件图的绘制 6 配图的绘制、三 维仿真及分析 7 写论文 8 改、准备答辩 9 注： 份院（系）留存，一份发给学生，任务完成后附 在说明书内。 2.“实际完成情况”和“检查人签名”由教师用笔填写，其余各项均要求打印，打印字体和字号按照武汉科技学院毕业设计（论文）规范执行。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 摘 要 新型捻线机是采用高倍加捻原理对各种纤维的纱线进行高效加捻的纱线加工设备。加捻的目的是通过改善纱线中纤维的受力状况使纱线的结构发生改变，获得一定的物理机械性能，从而提高纱线的品质。加捻的质量对纱线的后加工及面料的品质有着十分重要的影响。我国加捻用的传统捻线机设备己经不能满足上述需求。 本次毕业设计通过机械学、纺织工艺学等基本理论对纱线加捻、卷绕运动等进行分析，针对单一电机的倍捻机的缺点，利用机电一体化技术设计倍捻机多电机传动系统。该系统使得机械结构大大简化，工艺参数设置、调整十分方 便。大幅提升了机器的技术水平。 新型捻线机传动系统的突出优点是：机械结构简单，有利于维护与保养传动路线缩短，功耗减少，故障率低，控制方便，适合小批量、多品种生产 ,软件系统维护简单。 关键词 ：倍捻机； 多电机； 传动系统； 纱线卷绕 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 he is to on to of is in to to so on to so on on of s s of s s is is in is is is 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 目 录 1 绪论 1 题研究的意义 5 题研究的目的 5 属领域的研究状况及发展趋势 6 论文研究的内容 9 2 倍捻机的工作原理 11 捻机捻线的工艺过程 11 线的加捻运动与卷绕运动 11 线的加捻运动 11 线的卷绕运动 11 章小结 12 3 倍捻机多电机传动系统 原理 13 统单电机机械式传动系统 13 捻机多电机传动系统的组成 14 捻机多电机传动系统的工作原理 14 艺作用的实现 14 要运动部件的传动 15 章小结 15 4 倍捻机多电机传动系统设计 16 定传动方案 16 机的选择 17 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 传动设计 18 传动的特点及应用 18 子链链轮的结构和材料 19 子链链轮的设计计算 19 传动的设计 21 步带传动的特点和应用 21 步带传动的设计计算 22 轮传动设计 23 轮设计分析 23 轮的材料及其选择原则 23 轮设计计算 24 的设计 26 设计的主要内容 26 的材料选择 27 的设计计算 28 章小结 30 5 设计小结 31 参考文献 32 外文资料 34 中文翻译 47 致 谢 56 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 绪论 题研究的意义 倍捻机是倍捻捻线机的简称，因其锭子一转可以在纱线上施加两个捻而得名，它是由单捻自转与倍捻公转跌加而成的。从理论上讲还有多倍捻机，单捻及倍捻是多捻的基础，多倍捻是倍捻的迭加和组合。例如，双倍捻是由 2个倍捻迭加，形成回捻（ 2 个加捻盘）以及六 捻、八捻等偶数多捻，此外还有三捻机 1等。 按机器结构分，倍捻机有竖式，卧式和斜式三种，竖式最常见，又有单层和双层之分，后者虽然能够节约占地面积，但操作非常不便。 按加工纱线种类分，又有短纤纱倍捻机和长丝倍捻机之分。短纤纱倍捻机适用短纤维的加捻，长丝倍捻机适用于长纤维的加捻。这里主要研究比较短纤纱倍捻机 锭子传动、超喂机构、超喂卷取、横动导丝、分别由一台马达控制。锭子传动同伏克曼（ 日本村田、津田驹、法国的 大利的拉蒂等长丝倍捻机一样采用龙头传动。其结构简单，制造成本较低，能满 足长丝倍捻锭子传动的要求。但是，更换皮带轮只能变换 3 种龙带速度，难以满足需要。而且更换皮带轮操作比较麻烦，必须停机，故不但影响生产，而且若更换不当还会影响龙带的张力以及锭子与锭子之间的转速差异，进而造成锭子之间的捻不匀。改造前锭子传动和卷绕传动靠齿轮箱联系 , 采用变换齿轮进行调速 ,操作比较麻烦，停机影响生产。锭子传动由普通电机改为变频电机 技术改造耗资不多 ,即既解决了无备件问题 ,又降低了能耗。 题研究的目的 传统的捻线机采用一个电机通过复杂的机械 传动系统来传动多个运动，但是随着近年来工业生产的发展和人们生活水平的提高，这种方式己不能满足生产高度自动化和人们对纱线生产的小批量、多品种、高质量的需求。同时，随着微机应用的迅速发展，微机的性能越来越高，价格越来越便宜。此外，电力电子技术的发展，使得大功率电子器件的性能迅速提高 成各种新颖的、高性能的控制策略实现复杂的运动，使电购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 机的各种潜在的能力得到充分的发挥。 属领域的研究状况及发展趋势 捻线机是对纱线进行后加工处理的一种重要的纺织机械设备。通过对 纱条的纤维加捻，使纱条中纤维由原来的几何结构作螺旋状态的相对位移，在纤维上产生应力，应力对纱轴的横向分力使纤维相互压紧而使纱条具有一定的强力、耐磨性、紧密度等性质。纱线加捻后，纱线的强力、光泽等得到很大改善，从而使面料的手感光滑，品质提高。 从目前已有的许多近代纺纱方法中，我们可以得出一个重要的概念，即在近代纺纱技术的发展中，加捻及纺纱方法的革新把纺织科学技术推向一个又一个的新阶段。加捻方法的革新是近代纺纱方法的核心。传统的加捻方法是单捻，目前国内常见的环锭捻线机就属于这种。新型加捻方法在理论上的探索大约开 始于二十世纪三十年代，倍捻机的研究最早始于国外。早在 1959 年，德国的 此就跨入了倍捻机技术的前列。该公司一直致力于捻线机的自动化研究，为新一代产品的开发打下了坚实的基础。在捻线机加捻技术研究方面，近些年来发展很快，继二倍捻技术后国际上又推出了高倍捻技术即三倍、四倍加捻技术。瑞士的 司最先实现三倍捻技术。我国对于倍捻机的研究起步较晚，尤其是高倍捻的研究。我国最早于二十世纪八十年代初才从国外引进倍捻设备，从仿制开始慢慢步入自主研发阶段。国内目前 对倍捻和高倍捻研究较多的是我校梅顺齐教授，他拥有多项三捻机、四捻机的高倍捻线专利技术。 捻线机根据加捻方法的不同可分为单捻机、倍捻机和高倍捻机。单捻一般 采用环锭加捻，环锭捻线机锭子每回转一转 (实际上应该是钢丝圈绕钢领转一圈 )纱线得到一个捻回 ;而在倍捻机和高倍捻机上加捻，则锭子每回转一转纱线得到两、三或四个捻回。由于锭子每转一转纱线上得到两个或两个以上捻回，因此提高了加捻效率和产量。目前国内普遍使用的捻线机是环锭捻线机、倍捻机，但倍捻机尤其是高倍捻线机由于其显着优点，己成为今后捻线机发展的重点。 本课题研究 的倍捻机是基于目前先进的高倍加捻原理，结合先进的控 制技术研制而成，与目前普遍使用的环锭捻线机相比，具有以下显着的优 点： (1)锭子每回转一转使纱线获得两个或两个以上捻回，因而效率高； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 (2)可直接做成大卷装的筒子，省去一道络简工序； (3)由于不使用钢领、钢丝圈，因此锭速不受钢丝圈速度的限制，还可减 少纱线的油污； (4)因工序少，产量高，卷装大，提高了劳动生产率。 在 1995 年的米兰国际纺织机械展览会上， 司推出了新型的第六 代倍捻机。新型第六代 捻机的结构极其紧凑， 可选择不同的操作高 度，为操作人员创造了最舒适的操作环境 ;与同类机器相比，新型第六代捻机具有下列优点： (1)系列范围内的产品均为模块化结构，制造过程得到全面优化； (2)卷绕筒子自动抬起装置； (3)可配双电动机驱动； (4)可加工各种类型的短纤纱。 除加捻理论和加捻方法不断突破外，捻线机整机的自动化水平决定了整机的品质。随着电力、电子技术、计算机技术、机电一体化技术的不断发展，捻线机的传动与控制技术也随着不断地发展。可分为以下几个阶段： 80 年代以前，国内外捻线设备大多数是纯机械式的传 动和手动控制，这时的捻线机采用一个电机通过复杂的机械传动系统来传动多个运动：通过改变电机转向得到 S 捻和 Z 捻 ;通过更换捻度变换齿轮得到不同的捻度 ;通过齿轮、凸轮传动实现卷绕运动和往复导纱运动，从而实现整机的锭子转动、筒子卷绕和导纱器往复运动。防叠、防硬边采用的是机械式防叠机构如差动齿轮偏心滑块机构来传动凸轮，使凸轮的转速发生变化，从而达到纱线防叠的目的。 80 年代以后，机电一体化已成为纺织机械发展的必然趋势。随着计算机技术、变频调速技术和伺服控制技术等技术的发展，用计算机控制各类电机，完成新颖的、高性能的控制 策略实现复杂的运动成为可能。用多电机传动系统取代复杂的机械式传动系统己成为捻线机发展的趋势，是提高捻线机机电一体化水平的重要途径。 目前，国外捻线机工艺设计比较合理，驱动和机械系统完善，机电一体化水平高，自动化程度较高，加捻质量高。代表当前捻线机制造先进水平的制造商主要有瑞士的苏拉集团、意大利的萨维奥公司、日本的村田机械公司和德国的巴马购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 格公司。苏拉、村田以及巴马格集团等都开发有采用单锭电动机传动、多电机卷绕成形、微机设置各工艺参数的短纤型或长丝型数控捻线机意大利萨维奥公司推出的型号为 一代倍捻 机是一台将电子技术和先进机械工艺相结合的高技术倍捻机，可用单侧或双侧分离独立马达实现运动传递 ;并可根据用户需要选择传动方式，具有节能的优点；通过全自动加捻变速器，实现捻线张力的精确调整 ;锭子转速由无级变速器控制，转速逆变器控制无级变速装置，因此可以确保锭子转速恒定不变，从而确保捻线质量；装有多功能微电脑，可以采集和贮存加捻过程中的各种数据，并贮存各类加捻纱线的原始数据和工艺参数 ;该机还装有防噪装置，从而改善了工作环境。 对于我国来说，使用倍捻机的历史还不是很长。大约在 1980 年才开始进口 短纤维和长丝的倍捻 机 ,90 年代以后市场需求升温，国内有些纺机企业开始尝试生产长、短纤维倍捻机。但是，应该看到，一些企业对倍捻机、倍捻技术的应用还处于“雾里看花”的状态。 1990 年以后，我国出现了采购长丝倍捻机的热潮，先后从日本、意大利、法国、南韩等国家进口了很多长丝倍捻机。同时，国内有十几家纺机厂加紧研究和生 产长丝倍捻机，再加上苏拉集团几年前在苏州工业园建立了独资短纤维倍捻机的组装厂，随后意大利萨维奥短纤维倍捻机也在山东成立了组装厂。倍捻机的 机电一体化的进展远远落后于其他纺织机械，因其自身的特性，现在它的机电一体化程度还只是处在起步阶段。我国对倍捻机的研制起步较晚，经历了仿造和自主设计阶段，对其控制技术的研制相对更晚，与国外捻线设备比较还存在一定差距，但各种的技术在捻线设备已有应用。首先是传动系统有了很大的进步，多电机传动系统由于其众多优点己有取代传统的单电机传动系统的趋势。各种先进控制技术在捻线机控制系统上的应用主要有以下几种 : (1)频器的应用 由于我国传统的捻线机数量很多，用先进技术对传统捻线机进行改进，也是 符合我国国情的技术 革新。如宜昌纺机厂 短纤维倍捻机是在原机型基础上改进设计的新产品，其特点有： 第一，将原单锭锭带传动改为四锭一组锭带传动；第二， 摩擦滚筒轴和往复导纱杆各自山独立电动机驱动， 制变频调速，工艺参数设置可直接在显示屏上进行。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 （ 2） 单片机 +交流伺服系统的应用 随着单片机技术的发展，单片机控制电机的技术应用广泛，捻线机上应用单片机 +交流伺服系统是为了提高设备的性能，满足高精度控制的要求。 （ 3） +(步进电机 +交流伺服传动系统 ) 由于单片机编程麻烦，程序的可移植性较差，为了进一步提高 捻线设备的自 动化水平，以 为核心的捻线机应用十分广泛。步进电机由于控制简单，精度高，作为控制电机应用也十分广泛。目前较先进的捻线机的传动系统多为多电机传动系统，往复导纱系统采用单片机控制步进电机而原来用得较多的一是纯机械式的，二是电子控制的机械式导纱，整个系统通过 协调控制，通过程序参数设置来避免捻线疵点的产生。 （ 4） 总线技术的应用 现场总线技术在纺织机械上的应用才刚刚起步，国外也仅少数设备应用这项 技术，主要应用于织布设备 ;国内现场总线在其它纺织机械上的应用也有研究。本课题将应用 部总线 技术实现倍捻机控制系统的设计。 我国捻线机的研究，经历了仿造和自主设计阶段，随着各种新技术的广泛应 用，特别是嵌入式技术的应用，捻线机设备的自动化水平不断提高，各种高效、节能的产品不断问世，国产捻线机的各项技术性能指标目前已能达到国外先进机型水平。如浙江省科学技术计划重点项目“一步法电脑数控复合捻线机”，自 2004年由杭州长翼纺织机械有限公司研发问世，该设备不仅整机设计结构科学合理，与现有其他捻线机比较，存在着质的飞跃，该设备采用计算机控制实现制线工艺 ;对初捻复捻实施自动调节和动态恒定控制，提高纱线品质；升 降钢令卷绕任意设定，增加成形种数，满足各种纱线工艺要求；采用双列弧形龙带传动结构及改善钢令结构性能，提高锭速 50%，节约能耗，并且增加卷装容量 50%,提升纱线科技含金量，增强国内外市场竞争力。 论文研究的内容 这种新型的捻线机锭子的加捻运动由主电机通过龙带切向传动，卷绕回转运动由卷绕电动机驱动摩擦滚筒实现，这两个电机都采用交流异步电动机变频器调速；往复导纱运动由步进电机拖动滚珠丝杠、导纱杆，为了不让导纱杆由于运动惯性冲过两头，同时也为了安全起见，在导纱杆往复运动极限位置安装了两个光购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 0 电传感器，由 程序控制实现。 具体研究内容为： （ 1） 三大运动部分的机械零部件设计。 （ 2） 传动方案的选定。 （ 3） 装配图的绘制使之能够替代传统的捻线机卷绕系统。 主要参数： 最高卷绕速度： 80m/ 锭速范围： 5000 13000r/ 捻度范围： 200 2000捻 /m； 捻向： 向 ； 锭子传动方式：龙带切向传动 ； 卷取筒管角： 0o， 3 4 5； 卷绕电机功率： 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 2 倍捻机的工作原理 捻机捻线的工艺过程 倍捻机捻线的工艺过程与 普遍使用的环锭捻线机工艺过程相比有很大的不同。环锭捻线机的工艺过程是自上而下地加捻，倍捻机的工艺过程是自下而上地加捻，纱线经倍捻锭子加捻后，通过超喂罗拉、横动导纱器，按规定的形状卷绕到筒子上。 待加捻的筒子放在固定的锭罐中，锭罐借助磁力保持在锭盘 3的空心轴上，从筒管上退绕的纱线通过退纱器、张力装置进入旋转的空心锭子的中心孔，经90 转角后进入锭盘。由锭子出口处经储纱区，到达导纱钩并形成气圈。纱线通过导纱钩后，经探纱杆、导纱罗拉组到 达超喂罗拉，再经绕尾装置、横向导纱器、卷统罗拉 ,交叉卷绕在筒管上。 捻线机的基本任务是使纱线加上适当的捻度，卷绕成合适的形状，便于搬运、贮存和后加工。 线的加捻运动与卷绕运动 倍捻机的运动主要有两个，一是锭子的加捻运动，一是纱线的卷绕成形运动。 线的加捻运动 加捻的目的是使纤维、单纱在纱线中获得一定的结构形态，使制品具有一定的物理机械性能和外观结构。加捻的实质是纱线各截面间产生相对回转角位移。捻度是单位长度纱线在截面上相对回转的角位移大小，产生的角位移越大，捻度越大，反之，捻度越小。 捻向则是角位移的旋转方向。 由捻度的定义：r 公式 （ 2 其中： 为角位移； z 为纱线长度； w 为纱线回转速度； V 为纱线沿自身方向运动的速度。 线的卷绕运动 纱线的卷绕主要是便于制品 (包括半制品 )的存储和运输，便于喂给下道工序进行加工处理，因此必须把制品按一定规律绕成具有 一定紧密度的卷装形式。如果卷装本身要进行后处理，例如水洗、染色、烘干等，则必须做到卷绕结构均匀，无重叠或凸边等现象。如染色的卷装最好是均匀小网眼结构，使后处理时的购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 工作介质能够顺利而均匀地渗透到卷装整体，保证后处理迅速和高效，处理质量均匀而无疵点。 纱线卷绕运动的作用是将纺好的纱线以螺旋线的形式有规律地卷绕于筒管表面。纱线卷绕成规定形状的纱筒 (即卷装 )，以便储存、搬运或供给后道工序使用。卷装形式主要有圆柱形卷装、圆锥形卷装、两端圆锥形卷装等多种形式，不同卷绕方式的本质差别在于卷绕过程中卷绕转速、导纱速度、导纱 距离和位置之间的不同关系。但从运动学角度来说，它们卷绕运动的原理是一致的，都是由往复导纱运动和卷绕回转运动合成。卷装成形的质量取决于纱线卷绕密度分布及卷装的形状。密度分布视卷绕方式和卷装边缘形状而定，卷装的几何形状由纱管类型及卷装的表面形状而定。 卷绕张力是一个重要的工艺参数，过小的卷绕张力会降低卷绕密度，产生松软的卷装，成形不良，在运输和存储中易松散变形，断头时纱头易陷入内层而发生断头或无法退绕，或在轴向退绕时会牵动松弛的纱层，引起塌边、脱圈、纠缠等现象。因此，一定的卷绕张力是十分必要的，以便使卷装紧密坚 固。但如张力太大时，却会使成纱产生永久性伸长变形，降低成纱的弹性伸长率，影响其机械物理性能不利于以后的织造过程，所以，必须根据实际情况合理调节张力大小，还必须注意减小张力的波动幅度。 在卷绕过程中，有时会持续产生内外层纱圈相互重叠的现象，使卷装局部表面凸出起箍，形成明显的条带状结构，造成退绕困难，加剧退绕时的摩擦阻力，增加退绕张力，增加乱纱和断头率，断头后不易找头。对于需要后处理的卷装，更不能有不均匀的条带结构，故必须采取防叠措施。目前筒子的防叠方法主要有两种方法 :(1)周期性改变摩擦滚筒的转速； (2)周期 性改变导纱速度。 倍捻机纱线的卷绕运动也是由往复导纱运动和卷绕回转运动合成。卷装由摩擦滚筒驱动，实现卷绕回转运动。导纱杆由导纱机构驱动，实现往复导纱运动。 章小结 本章先介绍了倍捻机捻线的工艺过程，然后又简单描述了倍捻机的两个主要运动，即加捻运动和卷绕运动。最后简述了在卷绕过程中产生的硬边和重叠现象，及其相应的解决方法。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3 3 倍捻机多电机传动系统原理 统单电机机械式传动系统 为了对比分析，下面简要介绍传统单电机机械式传动系统。图 3 倍捻机上具有代表性的机械传动 系统简图。 图 3电机机械式传动系统 如图 3传动系统由电动机通过龙带传动锭子和主轴皮带轮， 再由一对圆锥齿轮 1Z (或 3Z )、 2Z 带动捻度变换齿轮 、 和过桥齿轮动摩擦滚筒 1，然后将来自锭子的纱线通过导纱杆卷绕在筒子上，变换、 的齿数可获得不同捻度的纱线。 摩擦滚筒 2轴的转动通过卷绕变换齿轮 差微齿轮 8Z 、 9Z 、 10Z 、 11形凸轮的转动使三角形构件 23上的滑块 1P 点的滑块 24沿导杆滑动 ;构件 23上的另一点 3P 在扇形蜗轮 21Z 的槽中滑动 ;它的 4P 点通过小连杆 25带动导纱杆往复移动，实现导纱。 轮的 变换可改变加捻后送出纱速与导纱杆往复移动速度之比，因而改变筒子的卷绕角，差微齿轮 8Z 、 9Z 、10Z 、 11Z 等的作用是使成形凸轮转速作周期形的微小变化起到防叠作用。摩擦滚筒 1的运动又通过蜗杆 12,蜗 轮 13,齿轮 14传动大齿轮 15，大齿轮巧上加工有多个离轴线距离不等的小孔，其中某一孔中铰接有 G、 上装有棘爪，当齿轮巧连续转动时，通过 杆往复摆动从而使棘轮 16作单向转动，与棘轮同轴的齿轮 17通过齿轮 18, 19，蜗杆 20使扇形蜗轮倾斜，实现导纱动程的变化。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 4 由图 3知，传统机械式传动系统采用一台电动机驱动导纱成型凸轮机构、捻度变换齿轮机构、防叠、防凸边机构及锭子，实现对纱线的加捻卷绕，其主要的缺陷有 :机器结构复杂，传动路线长，调整、维护 不方便。 捻机多电机传动系统的组成 在本文研究的倍捻机多电机传动系统中，锭子的加捻运动由主电机通过龙带驱动，该电机采用交流异步电动机；卷绕回转运动由卷绕电动机驱动摩擦滚筒实现，该电机采用交流异步电动机，并由一变频器控制；往复导纱运动由步进电动机拖动丝杠、导纱杆由程序控制实现。三电机的运动由微机协调控制，实现对纱线加捻、卷绕的工艺目标，使加工的纱线的捻度、卷绕角、卷装成形符合工艺要求。系统原理示意图如图 3 图 3捻机多电机传动示意图 捻机多电机传动系统的工作原理 艺作用的实现 1）加捻 加捻主要由锭子高速回转完成，使纱线得到所需的捻度 线捻度 T(捻 /m)为 (以倍捻机为例 ): 卷滚锭卷锭 22 公式 （ 3 式中， 卷锭 、 别为锭子转速、卷绕轴转速 ( 卷V 为纱线卷绕速度(m/滚d 为摩擦滚筒直径 (m)。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 5 可见，捻度大小与锭子转速 锭n 、卷绕转速 卷n 有关。换言之，在锭子速度选定后，捻度的变换可通过改变卷绕电机速度方便地实现，无需变换齿轮机构。 2)卷绕成形 依据卷绕 运动规律编制程序控制步进电动机按所需规律运动，如要改变卷绕角、卷装成型只需改变程序中相应参数即可。 要运动部件的传动 (1)锭子 采用一台独立的交流异步电动机，由变频器控制，经龙带切向传动左右两侧锭子，依靠张紧轮和压轮保持龙带对锭盘有一定的压力。 (2)横动导纱部件 导纱横动部分采用步进电动机，驱动丝杆导纱杆系统往复运动，通过带动导纱嘴，以完成往复导纱动作，其传动精确，运转平稳，振动冲击小 高可达 60次 /动导程也可根据需求任意设置。在纱速一定的情 况下，不同交叉角就决定了横动次数，这些参数都是通过微电脑来控制的，调节十分方便。 (3)卷绕轴 卷绕摩擦滚筒轴由一台单独电动机通过同步带传动，由变频器控制，可根据需要任意调节出纱线速度。在锭速一定时，捻度的变换可通过改变卷绕速度方便实现，不需要更换齿轮。 章小结 本章先介绍了传统的单 电机机械式传动系统倍捻机，总结出该系统的不足之处。然后又介绍了 多电机传动系统倍捻机的组成和工作原理。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 6 4 倍捻机多电机传动系统设计 定传动方案 合理的传动方案，首先应满足工作机的功能要求， 其次还应满足工作可靠、传动效率高、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、成本低廉、工艺性好、使用和维护方便等要求。本设计中，细纱机多电机传动系统结构复杂，需要采用不同的传动机构，不同的组合和布局，从而满足整体设计要求 4。现列出各种传动机构的特点如下： (1)齿轮传动具有承载能力大、效率高、允许速度高、尺寸紧凑、寿命长等优点，因此在传动装置中一般应首先采用齿轮传动。由于斜齿圆柱齿轮传动的承载能力和平稳性比直齿圆柱齿轮传动好，故在高速级或要求传动平稳的场合，常采用斜齿轮传动。 (2)带传动具有传动平稳、吸振等特点， 且能起过载保护作用，但由于它是靠摩擦力来工作的，在传递同样功率的条件下，当带速较低时，传动结构尺寸较大。为了减小带传动的结构尺寸，应将其布置在高速级。 (3)锥齿轮传动，当其尺寸太大时，加工困难，因此应将其布置在高速级，并限制其传动比，以控制其结构尺寸。 (4)蜗杆传动具有传动比大、结构紧凑、工作平稳等优点，但其传动效率低，尤其在低速时，其效率更低，且蜗轮尺寸大、成本高。因此，它常用于中小功率、间歇工作或要求自锁的场合。为了提高传动效率、减小蜗轮结构尺寸，通常将其布置在高速级。 (5)链传动，由于工作 时链速和瞬时传动比呈周期性变化、运动不均匀、冲击振动大，为了减小振动与冲击，故应将其布置在低速级。 (6)开式齿轮传动，由于润滑条件差和工作环境恶劣，磨损快，寿命短，故应将其布置在低速级。 根据各种传动机构的特点和上述选用原则及对传动方案的要求，结合本设计的工作条件，初步拟定倍捻机的传动方案如图 4示。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 7 图 4捻机多电机传动系统 机的选择 电机的选择应遵循以下要点： (1)根据机械负载特性、生产工艺、电网要求、建设费用、运行费用等综合指标拍，合理选择电动机类型； (2)根据机 械负载所要求的负载能力、启动转矩、工作制及工况条件，合理选择电动机的功率，使功率匹配合理，并且有适当的备用功率，力求运行安全，可靠而经济； (3)根据使用场所的环境，选择电动机的防护等级和结构形式； (4)根据生产机械的最高机械转速和传动调速系统的要求，选择电动机的转速； (5)根据使用环境温度，检修维护方便、安全可靠等要求，选择电动机的绝缘等级和安装方式； (6)根据电网电压、频率，选择电动机的额定电压和频率。 总结：在选用电动机时，要努力执行国家技术经济政策，积极采用节能产品和新产品，提高综合经济效益。 综上所述，选择电动机如下： 用于带动锭子转动的三相异步交流电机一台，型号为： 132S，同步转速 3000r/率 数 2。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 8 用于带动卷绕滚筒转动的三相异步交流电机一台，型号为： 12M，同步转速 1000r/率 数 6。 用于带动导纱杆往复运动的步进电机一台：三洋 103C 6A 传动 设计 传动的特点及应用 链传动是应用较广的一种机械传动。它是由链 条和主、从动链轮所组成 (图 4链轮上制有特殊齿形的齿，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。 图 4链传动 链传动是属于带有中间挠性件的啮合传动。与属于摩擦传动的带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下链传动结构较为紧凑。同时链传动能在高温及速度较低的情况下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本低廉：在远距离传动(中心距最大可达十多米 )时，其结构比齿轮传动轻便得多。 链传动的主要缺点是：在两根平行轴间只能用于同向回转的传动；运转时不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 9 链传动主要用在要求工作可靠，且两轴相距较远，以及其它不需采用齿轮传动的场合。在本设计中两轴相距较远，而且载荷变化不大，也没有急速反向，所以可以选择链传动。 子链链轮的结构和材料 链轮是链传动的主要零件，链轮齿形已经标准化。链轮设计主要是确定其结构及尺寸，选择材料和热处理方法。 (1) 链轮的结构 小直径的链轮可制成整体式 (图 4中等尺寸的链轮可制成孔板式(图 4大直径的链轮，常采用可更换的齿圈用螺栓联接在轮芯上 (图 4 图 4轮的结构 (2) 链轮的材料 链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度。出于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮轮齿的啮合次数多，所受冲击也较严重，故小链轮应采用较好的材料制造。 子链链轮的设计计算 (1)链轮齿数 小链轮齿数 1 大链轮齿数 0 (2)实际传 动比 i=1=买后包含有 纸和说明书 ,咨询 0 (3)计算功率 Z=机械设计手册取为 1 9/（ = 公式 （ 4 (4)链条节距 由计算功率和 设计手册得链条节距 P=（ (5)初定中心距 按要求取0a=490，在 30适。 (6)链条节数 91/Z/212210P ）（）（ 取 节92 公式 （ 4 (7)链条长度 6 8公式 （ 4 (8)理论中心距 （ =498 公式 （ 4 (9)实际中心距 a=498 =495 公式 （ 4 (10)链速 1 m/s 公式 （ 4 (11)润滑方式 根据 P及 (12)链条的标记 根据计算结果，应选用单排 08距为 数 92。标记为0892 13)链轮主要尺寸 分度圆直径： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 1122 4 m i 2 1 m i 公式 （ 4 齿顶圆直径： a 1 1a 2 2d d 1 . 2 5 p 7 . 9 2 7 2 m md d 1 . 2 5 p 7 . 9 2 1 3 0 m m 公式 （ 4 齿根圆直径： f 1 1f 2 2d d 7 . 9 2 5 6 m md d 7 . 9 2 1 1 3 m m 公式 （ 4 传动 的设计 步带传动的特点和应用 同步带传动具有以下特点： （ 1）传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比； （ 2）传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低； （ 3）传动效率高，可达 能效果明显； （ 4）维护保养方便，不需润滑，维护费用低； （ 5）速比范围大，一般可达 10，线速度可达 50m/s，具有较大的功率 传递范 围，可达几瓦到几百千瓦； （ 6）可用于长距离传动，中心距可达 10 同步带传动具有带传动、链传动和齿轮传动的优点。同步带传动由于带与带轮是靠啮合传递运动和动力，故带与带轮间无相对滑动，能保证准确的传动比。同步带通常以钢丝绳或玻璃纤维绳为抗拉体，氯丁橡胶或聚氨酯为基体 ,这种带薄而且轻，故可用于较高速度。传动时的线速度可达 50m/s，传动比可达 10，效率可达 98。传动噪音比带传动、链传动和齿轮传动小，耐磨性好，不需油润滑，寿命比摩擦带长。其主要缺点是制造和安装精度要求较高 ，中心距要求较严格。所以同步带广泛应用于要求传动比准确的中、小功率传动中，如家用电器、计算机、仪器及机床、化工、石油等机械。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 同步带有单面有齿和双面有齿两种，简称单面带和双面带。双面带又有对称齿型（ 交错齿型（ 分。同步带齿有梯形齿和弧形齿两类。同步带型号分为最轻型 轻型 轻型 型 L、重型 H、特重型 重型 在规定张紧力下，相邻两齿中心线的直线距离称为节距，以 距是同步带传动最基本的参数。当同步带垂直其底边弯曲时，在带中保持原长度不 变的周线，称为节线，节线长以 步带带轮的齿形推荐采用渐开线齿形，可用范成法加工而成。也可以使用直边齿形。 步带传动的设计计算 (1)计算功率 公式 （ 4 工况系数为 2)选择带型（节距） 根据 1n 查机械设计手册选取， 1n 为小带轮的转速，应选用 L 型（轻型）2.7 m m(3)选取小带轮齿数 1Z 查手册得 6 ，取 1Z 16 (4)小带轮节径 1 Z P / 1 6 1 2 . 7 / 6 4 . 6 8 m m 公式 （ 4 (5)大带轮齿数 21Z i Z 3 1 6 4 8 公式 （ 4 (6)大带轮节径 2 2 P / 4 8 1 2 . 7 / 2 4 5 . 0 6 公式（ 4 (7)求带速 m / 0 0/1 公式 （ 4 (8)初定中心距 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3 取 370(9)选用带长及齿数 9 8 ）（）（公式 （ 4 查表选用 9 5代号， (10)求理论中心距 采用中心距可调 82/ ）（公式 （ 4 (11)求基本额定功率 ）（公式 （ 4 查手册得 K g / ，(12)带宽 公式 （ 4 查手册选取标准带宽 代号轮传动 设计 轮设计分析 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，形式很多，应用广泛， 传递的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达 200m/s，齿轮传动的主要特点有： （ 1）效率高 在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率为最高。 （ 2）结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般较小。 （ 3）工作可靠、 寿命长 设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可达一、二十年，这也是其他机械传动所不能比拟的。 （ 4）传动比稳定 ， 传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛应用，也就是由于具有这一特点。 轮的材料及其选择原 1 外文资料 of a . A. of in to a to is a of as to in to is a of as is to a of PI to of In of is a an or of It is to an of B. is on 1 is an D a It a is as as s it as of 2 on it a a 3D in to of we of by on as
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