偏心共轭非圆齿轮—曲柄摇杆—轮系引纬机构的分析与综合

【摘要】引纬机构是剑杆织机最主要的部件之一，其作用是将织机主轴的匀速旋转运动转换为引纬剑头的变速直线往复运动，将纬纱引入梭口，使之能与经纱交织成织物。目前，国内常用的引纬机构，如共轭凸轮引纬机构、差动轮系连杆接纬机构、空间球面四连杆引纬机构等，存在加工制造难度大、精度不易保证等问题，同时我国不拥有这些机构的原始创新，从而限制了我国纺织机械的发展。本文在总结现有典型剑杆织机引纬机构的优缺点基础上，提出一种新型的剑杆织机引纬机构——偏心共轭非圆齿轮—曲柄摇杆—轮系引纬机构，并对其进行运动学和动力学建模分析、参数优化、虚拟仿真和试验研究，这对降低引纬机构的加工制造难度和开发具有自主知识产权的剑杆织机新型引纬机构具有一定的现实意义。本论文的主要研究内容和结果如下：1）综合高阶非圆齿轮和变性非圆齿轮的生成机理，提出一种新型非圆齿轮——高阶变性偏心共轭非圆齿轮：建立了该非圆齿轮的节曲线方程，推导了主从动轮节曲线的凹凸性判别条件和加工过程中不发生根切时齿轮模数与节曲线最小曲率半径之间的关系。编写了高阶变性偏心共轭非圆齿轮的设计与仿真软件，并分析了参数对齿轮传动特性的影响。2）建立了偏心共轭非圆齿轮—曲柄摇杆—轮系引纬机构的运动学数学模型，基于VB语言编写了该机构的运动学辅助分析及仿真软件。利用该软件对该引纬机构进行参数计算和运动模拟，并分析了几个重要参数对机构运动学特性的影响。通过人机交互的方法优化得到一组满足引纬工艺要求的最佳机构参数。3）建立了偏心共轭非圆齿轮—曲柄摇杆—轮系引纬机构的动力学模型，利用动力学方程组序列求解法计算了各轮齿啮合点和铰链点的受力情况，并编写了该机构的动力学辅助分析软件。利用该软件分析了各轮齿啮合点和铰链点的受力变化规律，通过分析比较，得到了一组既满足引纬工艺要求又具有较好动力学特性的机构参数。4）根据优化后的机构参数对偏心共轭非圆齿轮—曲柄摇杆—轮系引纬机构进行传动方案布置和结构设计，并对该引纬机构进行三维建模、虚拟装配和干涉检查。应用ADAMS软件对该机构进行虚拟仿真和分析，仿真得到的运动学规律与理论计算得到的结果基本吻合，证明了所建立的引纬机构运动学模型的正确性。5）在引纬机构的结构设计和虚拟样机试验的基础上，设计加工了引纬机构的试验台，并在试验台上进行了引纬机构运动学特性试验，验证了运动学模型的正确性。
【作者】赵华成；
【导师】陈建能；
【作者基本信息】浙江理工大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】引纬机构；偏心共轭非圆齿轮；曲柄摇杆；高阶变性；运动学；动力学；

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