地毯簇绒机横动部件设计毕业论文

地毯簇绒机横动部件设计 地毯簇绒机横动部件设计毕业论文 目录 1 绪论1 1.1 引言1 1.2 本课题设计的目的和要求2 1.3 本课题设计的容2 2 总体方案设计4 2.1 簇绒原理及横动原理5 2.2 横动过程及方案分析7 2.3 总体方案设计9 2.3.1系统传动方案设计及减速比分配9 2.3.2减速器的选择10 2.3.3 系统结构方案设计13 3 横动部件零件设计与校核16 3.1 横动轮轴设计与校核16 3.1.1 各主要部分轮轴受力分析16 3.1.2 各主要部分轮轴直径计算16 3.1.3 减速器输出轴轴各部分结构设计17 3.1.4 减速器输出轴直径校核18 3.2 链传动具体设计20 3.2.1 链传动参数的选择20 3.2.2 主轴链轮组设计21 3.3 轴承和键的选择22 3.3.1 轴承的选择22 3.4.2 键的选择与校核23 4 等径凸轮设计26 4.1 等径凸轮的概念及设计分析26 4.2 等径凸轮最终轮廓曲线设计27 5 结论30 6 参考文献31 7 致谢32 8 附录33 9 译文41 10 原文59 1 绪论 1.1 引言 纺织业在我国的国民经济发展中一直占据着重要地位,棉纱、棉织物、呢绒、丝织品、化纤、服装等产量均居世界第一位,服装出口也多年来始终保持着世界第一位。随着加入WTO及改革开放以来,中国已成为全球纺织领域中最引人注目的地区之一,同时,也是中国入世后的强势产业。在过去几年我国纺织工业总产值增长保持在6.3以上, 2005年地毯行业资产总计为111.47亿元,比去年同期增长了18.49%;
实现销售收入130.67亿元,比去年同期增长了23.79%;
实现利润总额为6.68亿元,比去年同期增长了18.37%。2005年全国机制地毯总产量为12000万平方米,比上年增长27.8%;
机制地毯出口3400万平方米,比上年增长57%,取得了令人瞩目的优异业绩。2005年,中国共出口各类地毯1.75亿平方米,创汇9.3亿美元。近5年2000年2004年中国机制地毯总产量平均每年递增20.11。其中簇绒地毯近10年平均每年递增10.43,近5年平均每年递增13[1]。

随着纺织品配额的取消,我国纺织工业依据充足的劳动力资源、完整的产业体系等竞争优势,在纺织品质量、档次和附加值不断提高的前提下,积极参与原配额设限国家和地区市场的竞争,具有进一步扩大国际贸易市场份额的潜力。虽然发达国家的贸易制裁会连续不断,但贸易自由化是大势所趋,占领市场最终要靠产品自身的竞争力。全球经济复苏与纺织品配额的取消,将为我国纺织品扩大出口提供潜在的市场空间。但近年来纺织机械的进口量仍然迅速增长,特别是一些速度高、智能化程度高的纺织整机和零部件,严重依赖进口。仅2003年地就从国外进口纺织机械达46.38亿美元,出口仅为5.43亿美元[2]。

地毯行业有着庞大的客户群,广阔的发展前景。但是众所周知,我国的机制地毯业至今仅有二十余年的历史。近几年国机制地毯产能尽管以每年15~20速度在增长,但其总量仍不及美国一家最大地毯厂产能的一半,尤其是地毯生产装备,与国外的发展差距更大[3]。到目前为止,几乎所有类型的大型地毯织机、簇绒机均须依赖进口,这不仅耗费了国家大量外汇,还严重制约着我国地毯生产企业赶超世界地毯业先进水平的步伐。然而,行业差距就是发展空间。要想使我国的地毯业像纺织服装业一样称雄世界,发展我们自己的地毯装备产业就成为刻不容缓的重要举措。

实现地毯簇绒装备的横动提花,极大丰富了地毯的花形,对于地毯簇绒技术的发展有着重要的意义和广阔的应用前景。

地毯簇绒装备的横动提花是通过推动针排的横向移动实现的,而针排的横向移动,可以用凸轮机构的传动实现。

1.2 本课题设计的目的和要求 完成本课题要求我们具备机械原理、机械设计、地毯装备技术、机构学、运动学、三维造型设计与工程制图技术等基础知识,尤其要对地毯织造工艺知识等有一定了解。

在设计过程中,运用已学机械学科专业知识和所了解的部分纺织学科方面的交叉知识,在工程设计方面得到较系统训练,包括调研、查阅文献和收集资料能力的训练;
制定设计方案与结构设计能力的训练;
理论分析、计算与计算机绘图能力的训练;
以及总结提高、撰写论文和设计说明书能力的训练等。

相关要求 (1)与凸轮相连的轴套质量为20kg; (2)针排等负载的总质量为200kg; (3)主轴转速n1400r/min; (4)针距110inch; (5)地毯基本花形如图所示 1.3 本课题设计的容 1 查阅各种资料,从中了解地毯簇绒机的工作原理及工艺过程,明确横动部件的作用、工作原理及结构组成;

2 设计横动部件,特别是推杆导向机构、微调机构以及带轮紧机构的设计,并创建三维模型,绘制总装图以及各部分零件图;

3 完成等径凸轮的设计,并绘制工程图。

2 总体方案设计 簇绒机是由绒纱架、输纱管、簇绒机构、检查与修织和成卷机构等六部分组成。如图2-1所示,纱线从筒子架上引出,穿过架顶部的输纱管,每管穿一根纱 1-绒纱架;
2-输纱管;
3-簇绒机构;
4-检查与修织机构;
5-成卷机构 图2-1 簇绒机的组成 可以防止绒纱在小力下相互缠结。输纱管径1/4in,用压缩空气喷枪将绒纱穿引进长长的输纱管之中十分方便。绒纱成片穿出输纱管后经过一对喂纱罗拉后穿进两组导纱孔,喂纱罗拉对绒纱是积极带动的,喂纱罗拉的速度决定了绒纱的喂入量和力,从而确定了地毯绒头的高度。两组导纱孔中一组是固定在针床上,使每根纱线能正确的导入对应的簇绒针,而另一组导纱孔是摆动的,两组导纱孔相对位置的变化是当簇绒针上提时防止绒纱突然松弛时,有一个蓄纳的机会,同时也起到调节绒纱力的作用。簇绒针由偏心轴传动穿过疏状托板的齿隙做上下往复运动,其动程是固定的。簇绒用的底布是成卷方式提供,底布布卷由卷布刺辊回转时引出,并在疏形托板的上面通过。此时簇绒针往下运动时带着绒纱穿过底布,簇绒针往上提针时又将绒纱从底布中拔出。在簇绒针的周边装有固定的压脚,防止底布随簇绒针上提时浮起。两个卷布刺辊与底布的行走速度是同步的,底布行进的长度,就确定了地毯在一定长度簇绒针扎入底布的针迹数,同样也确定了毯面直向的簇绒密度[3]。

2.1 簇绒原理及横动原理 (1)簇绒原理 如图2-2所示,通过基于多组多连杆同步机构的主轴驱动系统,驱动针排上数千根簇绒针上下往复运动,将纱线植入机织物或非机织物的底布上,同时,与簇绒针往复运动精确协同的成圈钩钩住纱线,在底布的背面形成绒圈。通过控制喂纱量,获得不同的圈高;
通过针排做垂直于簇绒针的横动,实现地毯花纹的变化。

图2-2 簇绒原理示意图 地毯毯面形成圈绒的过程如下,当簇绒针引入纱线后开始下降,如图2-3a示,与此同时底布前行,而成圈钩从原圈绒中向左退出。当簇绒针继续下降到最低位置时,如图2-3b示,此时成圈钩紧靠簇绒针而向右运动,并准备勾住将要形成的新圈绒。成圈钩为一薄钢片,形状像曲棍球棒,长约4in。钩尖所指的方向与底部运走的方向相同。当簇绒针退出底布时,如图2-3c示,此时成圈钩在底部下方已握持一个新圈绒了。当簇绒针再次下降时,成圈钩随即向左后退,与此同时底布却向前进行,这样使第一个圈绒脱离了成圈钩。完成了一次成圈过程。在簇绒时,常将纱线的喂入量调节的小于底布与 1-簇绒针;
2-绒纱;
3-底布;
4-成圈钩 图2-3圈绒的成圈过程示意图 成圈钩的距离,促使形成的圈绒会自动缩回1/16in左右,这样会使底布背面的针脚有拉紧的效果。成圈后圈绒地毯毯面效果如图 2-4示[3]。

1-针距;
2-针脚长度;
3-绒高 图2-4圈绒地毯 (2)横动原理 在簇绒过程中,为了获得更丰富更美观的花型,除了利用提花机构通过控制喂纱量来获得不同圈高之外,还需要依靠横动机构的作用。横动机构控制按花型设计好的等径凸轮,由等径凸轮带动针排的横向移动,从而可以生成更多的花样变化。

图2-5横动原理示意图 2.2 横动过程及方案分析 地毯簇绒装备的横动是通过推动针排的横向移动实现的,而针排的横向移动,可以用凸轮机构的传动实现。主要有机械凸轮横动和电子凸轮横动两种横动的方法。

机械凸轮横动提花系统采用链轮机构-减速器-等径凸轮-针排的传动机构。根据花形对横动的要求分析,用数学解析法或者图解法建立等径凸轮的数学模型。工作的时候,主轴在电机的带动下转动,再经过传动机构带动等径凸轮转动,等径凸轮做圆周运动。由于等径凸轮的外轮廓曲线是一条根据花形所设计的凸轮曲线,所以会带动推杆,这样,与推杆相连的针排即会在等径凸轮外轮廓曲线的控制下作横向移动。

图2-6 机械横动系统 电子凸轮横动提花系统主要由伺服电机、滚珠丝杠副和运动控制器组成,采用合适的系统的控制软件,对PMAC运动控制器和电子凸轮横动提花系统进行控制,从而满足花形的要求。

图2-7 伺服横动系统 2.3 总体方案设计 2.3.1系统传动方案设计及减速比分配 图2-8 系统传动方案 机械凸轮横动提花系统采用链轮机构-减速器-等径凸轮-针排的传动机构。

主轴每转动一圈,一方面通过传动链带动凸轮旋转,另一方面,带动针排上的针做一个周期的上下运动,即形成一个绒圈。横动机构在控制推杆的运动过程中采用等径凸轮的方式,作为一种几何封闭形式保证推杆的来回周期性运动。若该等径凸轮为单推程单回程的,即凸轮每转动一周,针排作一个周期的横向运动,根据花形要求,在一个周期的横动过程中,需要产生4个绒圈,,即凸轮每转一周,主轴需要转4周,由此可得 n凸n14 n1为主轴转速 2-1 若凸轮按主轴的1/4转速运动,由已知主轴转速为400r/min可得凸轮的转速约为1.6转每秒,但由于凸轮的尺寸较大,以这么快的速度运行将对凸轮以及推杆轴造成冲击损坏,所以为了使凸轮可以获得较小的转速,我们选择使用五推程五回程的等径凸轮,这样可以大大减小凸轮的转速,加长其使用寿命,即最终有 n凸n145n120 20r/min 即从主轴到凸轮之间的传动比 in1n凸20 2-2 减速比分配 链轮传动比为i11 减速器减速比i22 2.3.2减速器的选择 地毯簇绒机横动部件常采用RV系列减速器作为所需减速器 RV系列蜗轮蜗杆减速器系按Q/MD1-2000技术质量标准设计制造。

产品在符合按国家标准GB10086-88圆柱蜗轮蜗杆参数基础之上,吸取国外最先进科技,独具新颖一格的“方箱型”外形结构,箱体外形美观,以优质铝合金压铸而成,具有以下优势性能 1 机械结构紧凑,体积外形轻巧,小型高效;

2热交换性能好,散热快;

3安装简易,灵活轻捷,性能优越,易于维护检修;

4运行平稳,噪音小,经久耐用;

5适用性强,安全可靠性大。

减速器的输出功率P可分为两部分,一部分用于导轨与导轨座之间的摩擦损失,设为P1;另一部分用于带动凸轮盘转动,设为P2 已知凸轮的外形尺寸大约为外径D700mm,径d300,厚度h15mm V12π(D2-d2)15mm3 2-3 3.1