摘要
剑杆织机的引纬机构，是剑杆织机的核心机构之一，其运动性能如何将在很大程度上决定着整台织机的性能与档次。所以，一种结构设计合理的剑杆引纬机构能够改善剑杆织机的工作效率与所生产产品的质量，提高经济效益。本文提出了一种新型的剑杆引纬机构，即非圆齿轮行星轮系剑杆引纬机构。
本文中分析了剑杆织机的引纬工艺要求，得到了剑杆织机引纬时主轴转过不同角度的时候剑杆应该有的位移、速度以及加速度。并以此为依据设定了剑杆的加速度运动曲线为一等腰梯形的形状的曲线，经过进一步计算后得到了剑杆的运动学模型。本文设计的非圆齿轮行星轮系剑杆引纬机构的作用是将主轴的匀速转动转换成剑杆的有规律的往复运动，根据这一模型的传动规律建立运动学分析模型，结合其中非圆齿轮的特性得到节曲线方程。再基于Visual Basic 6.0这个平台编写引纬机构反求设计与仿真软件，利用该软件可以反求出机构中各个参数的值，之后根据仿真的结果调整机构参数，最终得到符合引纬规律的合理的参数，证明本文设计的引纬机构是合理可行的。
关键词：非圆齿轮；引纬机构；反求；剑杆织机
Abstract
The weft insertion mechanism is one of the key mechanism of the rapier loom. Its athletic performance has a lot of impact about the rapier rooms’ performance and its level. So, a weft insertion mechanism of the rapier rooms with reasonable structure can improve a lot of working efficiency, the quality of the product of the rapier rooms and the economic benefit. This paper comes up with a new weft insertion mechanism, named the planetary non-circular gears trains weft insertion mechanism.
Some research about the technological requirements of the rapier loom has been done in this paper. The displacement, velocity and acceleration of the rapier was obtained when the spindle has different angle. And the motion curve of acceleration of the rapier has been designed as a isosceles trapezoid curve based on the research. Then the kinematics model of the rapier was worked out. The planetary non-circular gears trains weft insertion mechanism is used to change the uniform rotation of the spindle to reciprocating motion of rapier. According to the transmission rule of the planetary non-circular gears trains weft insertion mechanism the kinematics analytical model was finished. Combining with the character of non-circular gear its pitch curve was obtained. Meanwhile a reverse design and kinematic simulation software was compiled based on Visual Basic 6.0. The parameters of mechanism can be obtained by the software. Then these parameters were adjusted based on the result of simulation. The reasonable parameters which fit the law of weft insertion will be obtained at last, which proved that this weft insertion mechanism was reasonable and can be used.
Keywords: Non-circular Gear; Weft Insertion Mechanism; Reverse Solution;
Rapier Loom
目 录
第1章绪论1
1.1 课题的研究背景与意义1
1.2 国内外剑杆引纬机构的研究现状及发展趋势2
1.2.1 剑杆引纬机构的简介2
1.2.2 国内外剑杆引纬机构的研究状况及发展趋势2
1.3 非圆齿轮的发展及研究情况5
1.3.1 非圆齿轮的介绍5
1.3.2 非圆齿轮的研究状况5
1.4 本设计的主要内容6
第2章非圆齿轮行星轮系引纬机构运动分析模型的建立8
2.1 剑杆织机的引纬工艺要求8
2.2剑头的理想运动学曲线方程的建立9
2.2.1 剑头理想运动曲线的构造9
2.2.2 剑头运动学曲线方程的建立10
2.3 非圆齿轮行星轮系引纬机构的模型简介13
2.4 非圆齿轮行星轮系引纬机构反求模型的建立15
2.4.1 反求设计思想的简介15
2.4.2 非圆齿轮行星轮系放大轮系的运动模型的建立15
2.4.3 第一级非圆齿轮行星轮系运动模型的建立17
2.4.4 第二级非圆齿轮行星轮系运动模型的建立18
第3章非圆齿轮行星轮系引纬机构反求设计与运动仿真软件的设计20
3.1 计算机辅助设计的简单介绍20
3.2 非圆齿轮行星轮系引纬机构反求设计与仿真软件的介绍20
3.2.1 引纬机构反求设计软件的开发思路20
3.2.2 引纬机构反求程序的关键性思想20
3.2.3 引纬机构参数的设定22
3.2.4 引纬机构反求软件的界面介绍23
3.2.5 引纬机构反求软件各个控件的介绍24
3.2.6 引纬机构反求软件的功能特点28
第4章 引纬机构三维模型的建立与仿真29
第5章 总结33
参考文献34
第1章绪论
1.1 课题的研究背景与意义
纺织是人类社会最古老的一个生产部门，它与我们的生活息息相关。随着农业的发展和手工编结技术的提高，纺织技术出现并发展起来。随着工业技术的提高，织机以其纺织速度快、产品质量高等优点逐渐取代原始纺织手段开始迅速发展起来。
我国已成为全球第一纺织大国，现有生产能力为1.1亿纺纱锭，加工全球纺织纤维总量的42%～48%，生产的服装占全球服装产量的近二分之一，供应纺织品、服装占全球贸易量的二分之一[1]。但我国却非纺织机械的生产大国，而是纺织机械的进口大国，织造行业对进口设备的依赖度比较大。据统计，我国纺织机械在2011年上半年的进出口累计总额为38.56亿美元，同比增长44.89％，其中纺织机械进口28.00亿美元，同比增长48.48％[2]。我国的织机行业经过几十年的发展，目前已具有一定的生产规模和生产能力[3]，但是与世界先进水平仍有较大的差距，因此纺织机械技术装备的研究和发展对提升我国纺织工业的总体水平和竞争力具有切实的意义[4]。而引纬机构就是其中一项关键的研究内容。
引纬方式分为有梭引纬和无梭引纬，其中无梭引纬可分为喷水引纬、剑杆引纬、喷气引纬和片梭引纬四种[5]。自1963年汉诺威国际纺织机械展览会首次展出了商业性剑杆织机以来，随着新材料和新技术的广泛应用，这种织机的工艺性能日趋完善。80年代末，剑杆织机进入了全盛时期。用剑杆织机加工织物的范围，从中厚织物发展到轻薄织物，从服装面料发展到装饰和产业用织物，由单层织物发展到毛圈及双层起绒织物，从狭幅发展到4.6m的阔幅，由低速发展到高速。现今剑杆织机的最高入纬量已突破1100m/min，纬纱的选色从单色发展到最多达16色(德国Dornier剑杆织机)。这是其他几种无梭织机不可比拟的[6]。
剑杆织机它是利用往复移动的剑状杆将检口外因定筒子上的纬纱引入梭口，与有梭织机相比，它的入纬串高，织物质量优，机器噪声低，劳动生产率高。剑杆织机引纬过程纬纱始终受到剑头的积极控制，可适应强捻纬纱的织造，不会出现纬纱的退捻和纬缩疵点。剑杆引纬具有极强的多色纬纱织造功能，能十分方便地进行多色任意换纬，并且选纬(换色)运动对织机速度不产生任何影响，在装饰织物加工、毛织物加工和棉型色织物等加工中都得到了广泛使用[7]。
1.2 国内外剑杆引纬机构的研究现状及发展趋势
1.2.1 剑杆引纬机构的简介
剑杆引纬机构是剑杆织机的五大核心机构之一，它将纬纱引入梭口，形成织物所需的纹理。能保证引纬失误少，可靠性高，可以实现对许多引纬比较困难的纱线进行引纬，其制织品种的适应性极其广泛，同时剑杆织机的门幅宽，因此剑杆织机成为应用最广泛的一种无梭织机。现代织机在适应高速、高效的同时，对引纬机构的性能要求越来越高，引纬机构的好坏直接决定整机性能的优劣[8]。正因为剑杆引纬机构在剑杆织机中的重要作用，国内外许多纺织领域内的学者都对
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