梳棉机大直径圈条器的设计毕业论文设计40论文41

1、( 此文档为 word 格式，下载后您可任意编辑修改！)毕业设计（论文）题目：梳棉机大直径圈条器的设计学院：机电工程学院专业班级：机械工程及自动化11 级（ 8）班指导教师：王 锦职称：副教授学生姓名：程 旭学号：41102010823摘 要圈条器是梳棉机的重要机构，它的主要作用是将大压辊输出的棉条按照一定的圈条轨迹，有条不紊地圈放在条筒内。随着梳棉机的高速、高产化，大直径圈条器的设计日益引起人们的重视。在本次毕业设计中，主要针对梳棉机的各种圈条器进行了深入的分析和比较，最后我选择了行星式圈条器，并初步确定了800 行星式圈条器的设计方案。通过MATLAB 建立数学模型 , 优化有关结构参数。

2、确定了部分零件的参数、加工工艺等。使用 SolidWorks 软件绘制了零件图， 使用 AutoCAD 软件绘制了装配图。 最终完成了 800 行星式圈条器的设计。关键词： 梳棉机，圈条器，结构参数ABSTRACCoiler is an important part of carding machine,The main function of coiler mechanismis to place the silver that output from calendar rollers into a can with a way of striped uniform placement.Wi

3、th the of large diameter coiler .In this graduation design,this paper mainly conducts in-depth research on coilerof carding machine,my choice is planetary coiler, I designed the800 planetary coiler. By using the software of MTLAB to establishing mathematical model and optimizing relevant structural

4、parameters.Determine the parameters and the processing technology of parts.Using the software of SolidWorks drawed some importantparts,AutoCAD and using the software of AutoCAD assembly drawing.Then the800 planetary coiler is completed.KEY WORDS : carding machine, coiler, structural parameter目录第 1 章

5、 概述 ····················11.1 圈条器的作用及发展状况····· ···················1圈条器的构成及作用 

6、3;···· ···················1圈条器的发展状况 ······ ······· ···········11.

7、2 圈条器的工艺要求·· ··························11.3 圈条器的四种形式·· ················

8、;··········21.4 圈条器的主要类型及各自特点··· ···················2传统圈条器··· ··········

9、83;········· ·····2行星式圈条器· ·············· ···········3偏心齿轮式圈条器 ······

10、······· ···········4圈条器 ·· ··························6四种圈条器的比较 ·&

11、#183;···· ······· ···········6第 2 章 理论分析与计算···············72.1 圈条平面轨迹和圈条传动比的计算······&

12、#183;············72.2 卷装容量优化计算·· ·························10卷装容量（条子总长度L ）计算 ·····

13、;···········112.3偏距比 *的最优值计算·············· ··········14第 3 章800 圈条器的结构设计 ········

14、3;··163.1 800圈条器的设计方案······ ······· ··········163.1.1行星式圈条器的机构 ····· ·············

15、83;····163.1.2行星式圈条器传动系统简介 ···················173.1.3圈条形式的选择·············· ······

16、3;···183.2偏心距 e 的确定 ························ ····183.2.1建立数学模型· ············

17、3;· ··········183.2.2利用 MATLAB对偏心距 e 最优化 ··········· ····193.3传动比的计算 ·················

18、;·············24主要参数························· ····24理论传动比的计算 ·····

19、;· ······· ··········24实际传动比的计算 ······ ······· ··········25工艺上和结构上的差异···· &

20、#183;·················263.5部分零件的设计尺寸 · ·············· ··········263.6部分零件作用、加工工艺及安装 ·

21、 ·················27参考文献·····················32致谢··········&

22、#183;···········33附录 1 ······················34附录 2 ··············

23、;········35诚信声明第1章概述1.1 圈条器的作用及发展状况圈条器的构成及作用圈条器是梳棉机经道夫剥棉1 , 压辊成条后圈到棉条筒的一种装置. 供后道并条机工序使用。在棉或毛条生产过程中， 一般采用圈条器将条子有条不紊地圈放在条筒内。条子在筒内须作有规律的圈放，一是为了增加条简的容量( 或充分利用条筒的容积 ) ，以延长换筒间隔时间；二是有利于后道工序加工，使筒内条子能被顺利引出而无意外牵伸或紊乱断裂之弊。圈条器应用场合，见表1-1表 1-1圈条器应用场合圈条器应用场合特点梳棉机收集通过喇叭口和大压辊加压

24、成的棉条并条机圈绕紧压罗拉压紧后的棉条精梳机收集大压辊加压的棉条圈条器的发展状况在棉纺工序中，国内外广泛采用的圈条器形式为底盘转动式即传统圈条器。但随着高速高产的要求， 国外已有许多国家研制并使用了行星式圈条器、RTC 圈条器。例如：瑞士力达 C13 型、德国特吕茨施勒尔DK2 型、梳棉机上均使用了行星式圈条器。我国由于相对技术水平落后于国外，目前大多数厂家仍在广泛使用传统圈条器。目前我国许多厂家在过去基础上除了引进使用行星式圈条器，还有其他几种新型圈条器正在研制试用中。1.2 圈条器的工艺要求生产中，为了提高劳动生产率和设备利用率，使用大直径的条筒，并要求在一定的卷装尺寸所构成的几何空间内能

25、纳入最大容量的制品。由于纤维间抱合力小，条子的强度低，条子在圈入或引出条筒时， 如承受较大的拉力， 便会产生意外牵伸或断头。因此，除上述要求外，还要求圈条成形正确，层次分清，条子间不互相纠缠。因此，梳棉机圈条机构的设计，应满足下列工艺要求：（1）随着车速的迅速提高，对机器防振设计要求很高故必须对悬吊式圈条机构的设计给以充分注意，以求运转稳定； （2）良好的圈条成行会大量减少棉条之间的粘连、乱条和皱折，这不仅给挡车工带来操作上的方便，还可以为下道工序的高产优质提供有利条件；（3）圈条牵伸的选择应使不同原料、号数的条子能顺利通过圈条斜管而不堵塞，且不恶化条干均匀度，故应提供一个可调范围，使工艺管理

26、有多种选择；（ 4）条筒容量是提高劳动生产率的重要问题，故在设计时应选择合适的工艺参数，使在相同筒径内，能容纳较多条子； （5）应考虑各种工艺参数调整的方便以及机器维护看管上的方便，使能充分发挥机器效率； （ 6）圈条斜管齿轮每一回转的圈条轨迹长度应为小压辊在同期送出的棉条长度与圈条牵伸之积；斜管齿轮一转，底盘齿轮应转过一个恰当的角度， 这一角度要使底盘齿轮在以偏心距为半径的圆周上转过的弧长与棉条直径相等，这样方可一圈圈紧密铺放 2 。1.3 圈条器的四种形式圈条器可分为同向大圈条，同向小圈条，异向大圈条，异向小圈条四种。研究表明，在同一条筒直径的棉柱高度条件下，四种圈条器所能获得最大条桶容量

27、有如下关系：而且，条筒直径越小，四种圈条器所能达到的最大条筒容量的差异越大，影响条筒容量的关键参数是偏心距 e 值。1.4 圈条器的主要类型及各自特点传统圈条器这种圈条器是过去主要用的圈条器形式。其工作原理是条子经一对小压辊紧压后输入圈条盘的斜管，再向下输出而被铺放在条筒内。棉条随斜管作等速回转，输出的棉条在条筒空间成圆形。由于圈条盘中心与条筒中心之间有一偏心距，圈条盘和条筒按同向 (或异向 )转动，条筒转速比圈条盘慢，这样棉条便在条筒内呈近似摆线轨迹铺放，且棉条在条筒内形成一个中央有气孔的圆柱形圈条卷装，棉条圈放成形必须由圈条器转动和底盘的回转两种运动同时完成。如简图1 2 所示。图中偏心距

28、e 为一定值。该圈条器利用圈条盘与条筒之间的相对运动完成圈条成形。图 1 2 传统圈条器简图圈条轨迹方程为：（11）式中：e圈条盘和条筒的中心距即偏心距。r 圈条半径。条筒转动的角速度。逆时针转动时取“”值，顺时针转动时取“+”值。i圈条器与条筒之间的速比。两者转向相同时取“i ”；两者转向相反时取“ +i”。生产实践说明：当采用底盘转动式圈条器时，棉条沿条筒直径方向的分布密度是不均匀的，气孔周围宽度为棉条直径的圆环内密度最大，稍远处密度逐渐降低，在筒边缘处，密度又有所加大，显然，条筒的容量利用率是不高的。特点：这种传统的圈条器安装必须挖地坑，不易楼上安装。但条筒直径小，容量较小，对工人来说操

29、作方便。因此，还被广泛使用。但是这种圈条器铺放的条子在气孔和条筒壁附近形成局部密度很高的区域，使铺放的均匀程度很差，影响条筒容量。行星式圈条器行星式圈条器现被广泛使用。其工作原理和回转式相类似，动力由梳棉机大压辊输入，经立柱内一对圆锥齿轮变换方向，然后再经减速器分别传动圈条部件中的上齿轮和下齿轮，使圈条盘进行自转和圈条盘底架相当于传统结构中的底盘公转，来完成卷绕运动。如简图13。图 1 3 行星式圈条器特点：行星式圈条器没有条筒盘，而是把条筒直接停放在地面上，换筒时很易被推走，并且车间的地面不需挖坑，可在楼上安装。但是工人将棉条头插入小压辊钳口比较困难。在空气中回转的棉条易发毛和破边关于行星圈

30、条器的详细设计分析过程详见第,且易发生意外牵伸 3 。3 章此处不再赘述。偏心齿轮式圈条器其简图如图14 所示：图 14 偏心齿轮式圈条器简图这种形式的圈条器是在传统圈条器的条筒与圈条盘的传动路线中引入了偏心齿轮对，且偏心齿轮的转速与圈条盘的转速相同，偏心齿轮对所产生的相反速度波动正好抵消了传统圈条器原来的速度波动，使圈条速度基本保持不变。偏心齿轮结构如图15 所示：图 1 5 偏心齿轮结构偏心齿轮对速比为：i'式中： e1 / R1e122e1cos(1e122e1cos(11 )11 )i' ( 1 )1 sin 1e1(sin 1 )当 e1 很小时， i'1，认

31、为 di'( 1 )/dt=0条筒顺时针转动角速度，圈条盘逆时针方向转动。圈条运动轨迹为：xecos(t )r cos(t)(1ii ')（12）yesin(t )r sin(t)(1ii ')22vxyr(e/ r )2(2e/ r )(i i '1) cos( tii ') (ii ' 1)2圈条速度 v 为：当 tii ' 2n 时， vr (ii '1 e / r )i ' (i ')min(1e1) /(1 e1 )当 tii ' （ 2n1）时， vr (ii '1e / r )i &#

32、39;(i ')max(1e1 ) /(1 e1 ) （n 0、1、2、 ）若要使圈条速度保持不变，则应使：i(1 e1 ) /(1 e1 ) 1(e/ r )i(1 e1) /(1 e1 ) 1 ( e/ r )eir( ir) 211ee经研究发现，这种圈条器大圈条时，圈条速度变化率v 较小，采用偏心齿轮机构传动意义不大。采用小圈条时，圈条速度变化率v 达 4 5，此时可采用偏心齿轮机构传动，以使v 趋向于零。但由于该机构比较复杂，故应用不很广泛。圈条器RTC 圈条器是往复移动回转底盘式圈条器中较为典型的一种4 ，近年来也有所应用和发展。这种有条筒往复移动装置的RTC 圈条器与传统

33、圈条器相比，可使条筒容量增加15% 20% 。其主要原因是：RTC圈条器可使条筒内的棉条上下层错开，密度均匀度提高，导致单位高度的层数大大增加；同时，有条件相应缩小气孔直径，充分利用空间，且条筒直径越大，此利用率越大，增容效果越明显5 。四种圈条器的比较不管是传统式还是偏心齿轮式， 在传动系统中都采用了链传动， 其传动时振动大、冲击大、噪音高、运转平稳性能差、不易高速。同时老机上的齿轮传动，可确保速比定值 ,且无滑动，但齿轮响声大，且不易高速。机器启制动时，冲击较大尽管人们对原机构做了不少改进，如：(1)将条子强行压缩；(2)采用特殊形式的曲线斜管或变向的曲线斜管；(3)采用气流输送装置；(4

34、)使用积极式圈条器，在斜管出口处有一对辅助小压辊作为牵引罗拉；(5)增进斜管的光洁度， 以防棉条堵塞， 改善条子的均匀度， 进行容量优化设计等，但这些仍不能很好满足实际的需要。行星式圈条器相对以上三种圈条器来说，成形较好，容量大，断头少，占地面积小，维修保养方便，电耗低，不用控制底盘，运动比较平稳等优点被广泛使用但是以上所述的圈条器都有一个共同的缺点，即一根完全均匀的棉条，经过圈条器放于棉条筒内，都会产生不匀。这是因为输入圈条器棉条的速度是恒定的，而圈条轨迹速度是周期性变化的，也就是说圈条器的输出速度是周期性变化。第 2 章 理论分析与计算2.1 圈条平面轨迹和圈条传动比的计算圈条机构的传动比

35、设计5 首先必须使圈条盘一转所完成的圈条轨迹长度等于小压辊在同一时间内的输出长度，即两者的转速比应正确配合。否则圈条盘转速偏慢时将会成条子在斜管内拥挤堵塞；反之，圈条盘转速偏快时，将造成条子的意外牵伸6 而影响圈条成形和成纱质量。设小压辊的角速度为g (转速为 ng)，半径为 r g，则其出条速度为r gg ( =2rgng)，这一速度应等于圈条器的圈条速度v0 下面将根据圈条轨迹求出该圈条速度v。如图 21(a)所示， 以条筒中心为坐标原点建立固定在筒上的坐标系XOY 。设点 P 为圈条盘上出条点， r 为圈条半径 (=O QP)。圈条盘的角速度Q 和条筒的角速度T 都是逆时针方向。按照反转

36、法，当圈条盘完成转角Q(=Qt)的同时，圈条盘中心OQ 的转角为 - T，故得点 P(x，y)的坐标位置如下：（21）式 (21)也是条简内圈条轨迹的参数方程式。该式求时间导数则得圈条速度 v 如下：=+=+=式中=i2 即圈条盘与条筒盘的速比，两者同向时取正值，异向时取负值6 。（ a）i2 Qr>+12 Q T<-1=i =（ b）（a）圈条轨迹分析（ b）圈条盘一转，条筒内条子轨迹长度0S图 2-1 圈条轨迹于是可得（22）按式 (22)算得的圈条速度 u 不等于恒值，它随圈条盘转角作周期变化，其变化范围如下：(2 3（a）)然而小压辊的出条速度是不变的，故在Q =0 的位置

37、上，由于 v0 偏小必将造成条子张力松弛，条子将向斜管外侧偏离 ,使圈条半径 r 增加 (增加到 r 0；在 Q=的位置)上，由于偏大，必将造成条子被拉紧而导致张力增加，条子被拉向斜管内侧，使圈条半径 r减小 (减小到 r )。这样，通过 r的大小变化就能适应小压辊出条速度不变。理论上当 r 不变化时，在条筒内的圈条呈摆线状分布，但实际上当r 变化了，则呈近似的摆线状态。进行机构设计时可取圈条速度平均值vav=( +v )2等于小压辊出条速度 r gg。从式 (23 (a)可得出下列结果：(=（-）（ 1-1）(23（b）)故得传动比 i1 为=(2- 4)下面继续分析传动比i2 Q T 的确

38、定。如图22 所示，根据相对运动，圈条盘中心=相对于条筒中心 O 的相对轨迹 O12 是在一个半径为 e 的圆上。设条子宽度为2r0，O若要求相邻两圈条子紧密排列， 既无太大间隙又无太多重叠， 则任一圈条外弧曲线 (半径 =r+r 0)应该与相邻圈条内弧曲线 (半径 =r )在 P 点处相互内切。且 O1O 2=C=2r o，其所对应的圆心角 应等于每放进一圈条子 (即圈条盘每转一周 )时条筒所转过的角度。即Ce=2roe那么条筒转过每一周 (2 角度 )所能容纳的 数，即应等于圈条盘与条简之间的传动比i2，故得i2= T =± 2 = ±ero(25)由式 (25)所确定

39、的 i2 值是当两圈棉条紧密排列时的极限值，实际上i2 值应略小于此极限值，使相邻两圈棉条之间出现一些空隙(C>2r 0)。这样的卷装弹性较好，且可减少在棉条从筒内引出时因相互粘连而拉乱表面层纤维的机会。将式(25)代入式 (2 4)中，即可求得圈条盘与小压辊之间的传动比i1：（26）式中分母在圈条盘与条筒转向相同时取负号，相反时取正号。实际生产中只是在圈条层相当接近圈条盘底面时才能使圈条成形较好，故一般在条筒内都装有弹簧托盘，使在空筒开始工作时就能贴近圈条盘，这样可保持成形良好，还能减小条子从筒内引出时的张力变化。设圈条盘每转一圈的时间为 T(=2 Q)，则可根据式（ 2 3(b)）求

40、得该时间内的圈条长度为S0 =rggT=(1 1i2)r Q T=2r(1 一 li2)( (23 (c)参见图 2 1(b)。图 2 2圈条排列分析2.2 卷装容量优化计算条子被圈条器有条不紊地纳入条筒内7 ，形成一个中央有气孔的圆柱形圈条卷装。设圆柱高为 H ，外径为 D(=2R) ，对于一个已给定H 和 D 的圆柱应如何选择气孔直径D0，才能使获得的圈条卷装容量或重量为最大 ?由于气孔直径的大小决定于上、下盘的中心偏距 e，例如，对于大圈条卷装 D0=2(R-2e-2r 0)，对于小圈条卷装 D0=2(2e 一 R) ，式中 2r0 为条宽，见图 2 3，这就引出圈条器设计参数 e 的寻

41、优问题。(a) 大圈条（ b）小圈条a=r-r 0,b=r+r 0-e=R-2ea=r+r 0 ,b=e-r+r 0=2e-R+2r0r=R-e-r 0,D0=2(R-2e-2r0)r=R-e-r 0,D0=2(2e-R)图 2 3在最密圈上的圈条部分HF卷装容量（条子总长度L）计算筒内的每一圈条子呈近似摆线形状，相邻的两圈条子中心都排列在半径为e 的圆周上 (圆周中心即为条筒中心O)，设其相隔距离为C(2r 0)，则在该圆周上排列圈条总数是 |i2 圈，组成一个卷绕层 10 。在沿气孔周围和沿圆柱外周缘宽度为2r0 的|=2 eC两圆环上，条子相互重叠最甚，其密度很大，而中间密度则较小。故卷

42、装内卷绕密度11 沿圆柱径向分布不均匀，其中沿气孔周围圆环内卷绕密度最大，称为最密环。令每一个卷绕层在最密环上的高度为 h。那么圆柱高度 H 的利用就取决于 h 的大小了。图 2 4相邻的两个月牙形的起点H 错开如图 23 所示，每一圈条子在最密环(图中虚线所示 )内重合部分呈月牙形 (或梭形 )HF ，它所对的中心角为；下一圈条子的月牙形必定部分叠放在前一圈条子月牙形上，但两者的起点 H 1 和 H 2 不重合，而是顺着圈条的运动方向错开一个中心角，如图 24 所示。一个卷绕层在最密环内有圈条子重叠，则得每一卷绕层的高度h=t，t 为条子厚度。又因一个卷绕层所容纳的条子共计2 圈，则相应的条

43、子长度为0，2S0 为每圈条子长度，按式 2 3 (c)： S0 2r×(11i2)，r(=R 0 为圈条半径，Se r )i2 为圈条比， i2 =± 2eC(± er0)，上下盘作同向转动时取上面符号，作异向转动时取下面符号下文同。所以，高为H 的圆柱共容纳条子的总长度L 为：（27）或采用量纲为一的数表示，令=eR，=r0R， =CR ，(C 2r0)则得=(2 8)中心角的大小，从图 23 可用余弦定理解出。对于大圈条如图2 3 (a)所示，条子上点 H 是在假定条筒不转情况下，根据圈条盘自转角T (=OO QH) 和同时又作相对运动的公转角T (=Qi2

44、)而求得，由该图可得(2 9)（210)(211)对于小圈条，由图23 (b)可得(212)(213)(214)将式 (211)或式 (214)代入式 (2 8)即得圈条容量系数与偏距比 的关系式，以条宽比 和圈距系数 为参变量可绘出曲线 图 25。对于大圈条，根据式 (211) 可知，当 一 及 一 2时， = Q=，故 =2(干 1)，此时只有靠卷装周缘有条子，气孔直径达到最大，卷装容量最小。当 2=1 一 时 =， Q=0， =2，此时气孔直径已缩小为零， 最密圈亦缩到最小， 每增加一圈棉条， 最密圈的厚度即增大一个 t 值，卷装的容量亦受到限制。所以， ，05(1 一 )。对于小圈条，

45、根据式 (214)可知，当2=1 一 时 =而 Q=0。故。此时气孔直径亦缩小到零。而当 即=2=le=R一r0时， =0， Q ，故 2 一00，此时气孔直径则达到最大， 所以， 0.5(1=i =(Rr )r )，(1)。(a) =（ b）图 2 5 曲线图从图 25 可知，无论大、小圈条，曲线均呈上凸状，表明确有最大容量和最优偏距存在。 当 >0.03 时，这些曲线在其极值点附近较为缓和地下降，表明选用的偏距如稍许偏离了最优值，造成的圈条卷装容量减少并不十分明显。再从式(28)、式 (29)和式 (210)的分析结果来看大、小圈条都以上、下盘作异向转动时取得稍大的极值容量 9 。至

46、于大、小圈条在上、下盘转向取同样选择和 值相同时所获得的极值容量相差不大。2.3 偏距比 *的最优值计算欲使式 (2 8)的 获得极大值，则应令d d=0，即得=0（ 215）对于大圈条，由式 (211)求得（ 216）式中 sin 、 sin Q 和角Q 由式 (29)、式 (2 10)求得。 对于小圈条，由式 (2 14)可求得=（ 217）式中 sin 、sin Q 和角Q 由式 (2 12)、式 (2 13)求得。分别代入后求得大、小圈条容量极限条件式， 其根即是偏距比的最优值 *,制成表 2-6，供选用时参考。再变化 C2 r 0 的值可解的偏距比*(= e*R) 如表 2-7 所示

47、表 2-6 圈条器上、下盘（作异向转动时）中心偏距的最优值*表 2-7 最优偏距比e*R第 3 章 800 圈条器的结构设计3.1 800圈条器的设计方案本次毕业设计参照了立达开清棉机 FA211 梳棉机 13 进行设计，并经本文第1 章圈条器类型分析后，最终确定设计? 800 圈条器，圈绕方式为异向大圈条。行星式圈条器的机构( 1）传动系统：动力由梳棉机的大压辊输入，经立柱内一对圆锥齿轮变换方向，然后再经二齿差减速器分别传动圈条部件中的上齿轮和下齿轮，使圈条盘进行自转和圈条盘座架相当于传统圈条器结构中的底盘的公转，形成周转轮系的卷绕运动。( 2）立柱：采用钢管结构，管体除作立轴支承外，还可以

48、与整个立柱部件一起与相对于其上的减速部件、圈条部件及其下部的棉条筒作左右一定范围内的转动，以适应各类左、右手梳棉机，灵活配置。管内圆锥齿轮，除作动力传递外，还可根据本圈条器安装在梳棉机的左侧或右侧，而只要将该圆锥齿轮按实际位置安装，以保证圈条器上部 (俯视 )有自转和公转均为逆时针的回转运动。( 3）减速装置：采用两齿差行星减速器。( 4）圈条装置：无斜管 (与传统结构不同 )，棉条经引向导轮，公转张力补偿导轮，自转张力补偿导圈，再通过装于输出小压辊上部的喇叭头，然后由输出小压辊直接输入棉条筒。输出小压辊为积极传动并附设加压机构。圈绕运动(公转与自转 )由行星轮系与定轴轮系进行传动，圈条器上部

49、有三个旋转支承部分，采用钢丝与钢珠组成的钢丝跑道结构，钢丝直径为3 毫米，钢珠直径为8 毫米，并配有滚珠保持圈。（5）导条张力补偿装置：分别采用导轮与导圈作公转与自转的补偿。（6）棉条筒定位装置：采用三点接触，并借助弹簧片自然定位。（7）断头自停装置：采用光电感应控制梳棉机道夫自停，慢速生头时光电不起作用。（8）圈条器底板：底板为承受条筒、立柱和支承之用，使整个圈条器连成整体，若不用底板 (即不挖底盘坑式 )亦可就地装用。（9）圈条器转动副： ?800 行星式圈条器采用钢丝跑道式轴承作为转动副。行星式圈条器传动系统简介ZN =257 TKZ V=(39 T .40 T .41 T )VQZQ=

50、176 TTZM=243 TZ 10=326T.81T.82TZ K =(80)小压辊 ?50TL25Z11=40TZW =(28 T .32 T.34 T )T25 TZ 12=16 TZ 8=16 TZ 9=145 TZ7=106 TZ6=25 TZ14=20 T大压辊 ?72Z13=47 TeZ 2=24 TZ =20T?8001Z3 =28 TTZ4=32TTTZP =(30.31.32 )Z5=35 T图 3-1 800 行星式圈条器机构运动简图? 800 行星式圈条机构取消了底盘转动， 棉条筒不动，它的圈条原理与传统圈条机构相似，其机构简图如图31 所示（大图见附录1）。? 800

51、圈条器包含有两套非定轴行星轮系456和 6' 7 8，分别实现圈条盘自转，坐圈公转和小压辊回转以输出棉条。动力分两路输出，一路经1，2，3 轴中一对锥齿轮 (Z4 , Z5 ) 传动主轴 D；另一路经 1， 13，14 轴传动对大压辊，主轴D 一方面直接传动固接在其上的带轮V ，通过同步齿形带， 经齿轮圈齿 (内外 )传动行星轮 ZQ ，使之获得自转转速nQ 。另一方面，主轴D 经由 Z6 ， Z7 ， Z8 ， Z9 与 ZW 组成的差动轮系减速机构， 通过同步齿形带传动坐圈(大齿圈 ZT )，使其获得转速T ，也就是行星轮ZQ 的公转速度。同时与坐圈固定在一起的内齿条也以同样转速回

52、转，传动ZL ，使之获得自转速度。 ZL 又以行星轮固连的机件为转臂(亦即以行星轮 ZQ 为转臂 )进行公转，ZQ 的转速就是 ZL 的公转速度， ZL 再经轴 8 传动 9，使小压辊回转而输出棉条11 。总之，圈条机构通过自转速度nQ 和公转速度 Wt 这两个转速来满足圈条工艺要求，行星轮 Znp 一转圈放一圈棉条，而坐圈一转，圈放一层棉条。圈条形式的选择所谓圈条形式的选择，就是选择产生不匀率最小的圈条形式。由于知识有限，在此就不作计算分析。由前人研究可知：大圈条异向转动产生的不匀率是四种圈条形式不匀率中的最小者，因此异向大圈条的形式就被选定了。3.2 偏心距 e 的确定对于偏心距 e 的确

53、定，传统设计认为， 在保证圈条正常运行的情况下， 尽量取得容量的最大值。 ? 800 型行星式圈条器 e 值的确定不仅要考虑容量的影响， 而且要考虑粘连角及圈条不匀率等其他因素的影响。在本次设计中，由于知识有限，本人单从容量方面用运 Matlab 对偏心距 e 进行初步优化分析。建立数学模型（1）目标函数级变量 e 的建立由2.5节知圈条容量系数 与偏距比的关系式如下：Lt1(1)R 42H2e/ R,r0 / R,C / R,(C2r0 )（ 注： R 为条筒半径， e 为偏心距， C 为棉条间距 , 2 r 0 为棉条直径。）大圈条的中心角：arccos(1112)arccos(1212)

54、22221小圈条的中心角：arccos(1122 )2arccos(1 122)2112其中：目标函数既为容量系数， 变量偏心 e。（2）约束条件由 2.3 知：对于大圈条有： ,0.5(1)对于小圈条有：0.5(1),(1)利用 MATLAB对偏心距 e 最优化在第二章中已经介绍卷装容量在筒径及筒高等条件确定后，起决定因素是偏心距。因此，选择合适的偏心距是提高圈条效率的重要环节。由于只考虑容量对e 的影响，将优化变为简单的单变量函数求最值问题，求容量系数的倒数 1/ 最小时 e 的取值。在 MATLAB 中使用 fminbnd 求其最小值：为了编程方便，令 E=, Y=, y=, q=, c=其中 为偏距比即为偏心距 e 与条筒半径 R 之比 即: =eR为条宽比即棉条半径