機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)的反求設(shè)計(jì)與仿真分析【全套圖紙ug三維】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題 目 非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)的反求設(shè)計(jì)與 </p><p>　　仿真分析 </p><p>　　學(xué) 院 機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)

2、 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化09（4）班 </p><p>　　姓 名 學(xué) 號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 陳建能 </p><p>　　系 主 任 學(xué)院院長 </p><

3、p>　　浙 江 理 工 大 學(xué)</p><p><b>　　機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)誠信聲明</b></p><p>　　我謹(jǐn)在此保證：本人所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)，凡引用他人的研究成果均已在參考文獻(xiàn)或注釋中列出。設(shè)計(jì)說明書與圖紙均由本人獨(dú)立完成，沒有抄襲、剽竊他人已經(jīng)發(fā)表或未

4、發(fā)表的研究成果行為。如出現(xiàn)以上違反知識(shí)產(chǎn)權(quán)的情況，本人愿意承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。</p><p><b>　　聲明人（簽名）：</b></p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　劍桿織機(jī)的引緯機(jī)構(gòu)，是劍桿織機(jī)

5、的核心機(jī)構(gòu)之一，其運(yùn)動(dòng)性能如何將在很大程度上決定著整臺(tái)織機(jī)的性能與檔次。所以，一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的劍桿引緯機(jī)構(gòu)能夠改善劍桿織機(jī)的工作效率與所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。本文提出了一種新型的劍桿引緯機(jī)構(gòu)，即非圓齒輪行星輪系劍桿引緯機(jī)構(gòu)。</p><p>　　本文中分析了劍桿織機(jī)的引緯工藝要求，得到了劍桿織機(jī)引緯時(shí)主軸轉(zhuǎn)過不同角度的時(shí)候劍桿應(yīng)該有的位移、速度以及加速度。并以此為依據(jù)設(shè)定了劍桿的加速度運(yùn)動(dòng)曲線為一等腰梯

6、形的形狀的曲線，經(jīng)過進(jìn)一步計(jì)算后得到了劍桿的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。本文設(shè)計(jì)的非圓齒輪行星輪系劍桿引緯機(jī)構(gòu)的作用是將主軸的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成劍桿的有規(guī)律的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)這一模型的傳動(dòng)規(guī)律建立運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模型，結(jié)合其中非圓齒輪的特性得到節(jié)曲線方程。再基于Visual Basic 6.0這個(gè)平臺(tái)編寫引緯機(jī)構(gòu)反求設(shè)計(jì)與仿真軟件，利用該軟件可以反求出機(jī)構(gòu)中各個(gè)參數(shù)的值，之后根據(jù)仿真的結(jié)果調(diào)整機(jī)構(gòu)參數(shù)，最終得到符合引緯規(guī)律的合理的參數(shù)，證明本文設(shè)計(jì)的引緯機(jī)構(gòu)是合理

7、可行的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：非圓齒輪；引緯機(jī)構(gòu)；反求；劍桿織機(jī)</p><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The weft insertion mechanism is one of the key mechanism of t

8、he 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 ef

9、ficiency, 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.</p>

10、;<p>　　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

11、. 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

12、 weft insertion mechanism is used to change the uniform rotation of the sp</p><p>　　Keywords: Non-circular Gear; Weft Insertion Mechanism; Reverse Solution;</p><p>　　Rapier Loom</p><p

13、><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章緒論1</b></p><p>　　1.1 課題的研究背景與意義1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外劍桿引緯機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.2.1 劍桿引緯機(jī)構(gòu)的簡介2</p>&l

14、t;p>　　1.2.2 國內(nèi)外劍桿引緯機(jī)構(gòu)的研究狀況及發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.3 非圓齒輪的發(fā)展及研究情況5</p><p>　　1.3.1 非圓齒輪的介紹5</p><p>　　1.3.2 非圓齒輪的研究狀況5</p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容6</p><p>　　第2章非

15、圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析模型的建立8</p><p>　　2.1 劍桿織機(jī)的引緯工藝要求8</p><p>　　2.2劍頭的理想運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程的建立9</p><p>　　2.2.1 劍頭理想運(yùn)動(dòng)曲線的構(gòu)造9</p><p>　　2.2.2 劍頭運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程的建立10</p><p>　　2.3 非圓

16、齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)的模型簡介13</p><p>　　2.4 非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)反求模型的建立15</p><p>　　2.4.1 反求設(shè)計(jì)思想的簡介15</p><p>　　2.4.2 非圓齒輪行星輪系放大輪系的運(yùn)動(dòng)模型的建立15</p><p>　　2.4.3 第一級(jí)非圓齒輪行星輪系運(yùn)動(dòng)模型的建立17</p>

17、<p>　　2.4.4 第二級(jí)非圓齒輪行星輪系運(yùn)動(dòng)模型的建立18</p><p>　　第3章非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)反求設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真軟件的設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的簡單介紹20</p><p>　　3.2 非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)反求設(shè)計(jì)與仿真軟件的介紹20</p><p>　　3.2.1

18、 引緯機(jī)構(gòu)反求設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)思路20</p><p>　　3.2.2 引緯機(jī)構(gòu)反求程序的關(guān)鍵性思想20</p><p>　　3.2.3 引緯機(jī)構(gòu)參數(shù)的設(shè)定22</p><p>　　3.2.4 引緯機(jī)構(gòu)反求軟件的界面介紹23</p><p>　　3.2.5 引緯機(jī)構(gòu)反求軟件各個(gè)控件的介紹24</p><p>　

19、　3.2.6 引緯機(jī)構(gòu)反求軟件的功能特點(diǎn)28</p><p>　　第4章 引緯機(jī)構(gòu)三維模型的建立與仿真29</p><p><b>　　第5章 總結(jié)33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p><b>　　緒論</b></p>

20、;<p>　　1.1 課題的研究背景與意義</p><p>　　紡織是人類社會(huì)最古老的一個(gè)生產(chǎn)部門，它與我們的生活息息相關(guān)。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展和手工編結(jié)技術(shù)的提高，紡織技術(shù)出現(xiàn)并發(fā)展起來。隨著工業(yè)技術(shù)的提高，織機(jī)以其紡織速度快、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)逐漸取代原始紡織手段開始迅速發(fā)展起來。</p><p>　　我國已成為全球第一紡織大國，現(xiàn)有生產(chǎn)能力為1.1億紡紗錠，加工全球紡織纖維總量

21、的42%～48%，生產(chǎn)的服裝占全球服裝產(chǎn)量的近二分之一，供應(yīng)紡織品、服裝占全球貿(mào)易量的二分之一[1]。但我國卻非紡織機(jī)械的生產(chǎn)大國，而是紡織機(jī)械的進(jìn)口大國，織造行業(yè)對(duì)進(jìn)口設(shè)備的依賴度比較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國紡織機(jī)械在2011年上半年的進(jìn)出口累計(jì)總額為38.56億美元，同比增長44.89％，其中紡織機(jī)械進(jìn)口28.00億美元，同比增長48.48％[2]。我國的織機(jī)行業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前已具有一定的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力[3]，但是與世界先進(jìn)水平

22、仍有較大的差距，因此紡織機(jī)械技術(shù)裝備的研究和發(fā)展對(duì)提升我國紡織工業(yè)的總體水平和競爭力具有切實(shí)的意義[4]。而引緯機(jī)構(gòu)就是其中一項(xiàng)關(guān)鍵的研究內(nèi)容。</p><p>　　引緯方式分為有梭引緯和無梭引緯，其中無梭引緯可分為噴水引緯、劍桿引緯、噴氣引緯和片梭引緯四種[5]。自1963年漢諾威國際紡織機(jī)械展覽會(huì)首次展出了商業(yè)性劍桿織機(jī)以來，隨著新材料和新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，這種織機(jī)的工藝性能日趨完善。80年代末，劍桿織機(jī)進(jìn)入了

23、全盛時(shí)期。用劍桿織機(jī)加工織物的范圍，從中厚織物發(fā)展到輕薄織物，從服裝面料發(fā)展到裝飾和產(chǎn)業(yè)用織物，由單層織物發(fā)展到毛圈及雙層起絨織物，從狹幅發(fā)展到4.6m的闊幅，由低速發(fā)展到高速?，F(xiàn)今劍桿織機(jī)的最高入緯量已突破1100m/min，緯紗的選色從單色發(fā)展到最多達(dá)16色(德國Dornier劍桿織機(jī))。這是其他幾種無梭織機(jī)不可比擬的[6]。</p><p>　　劍桿織機(jī)它是利用往復(fù)移動(dòng)的劍狀桿將檢口外因定筒子上的緯紗引入梭

24、口，與有梭織機(jī)相比，它的入緯串高，織物質(zhì)量優(yōu)，機(jī)器噪聲低，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。劍桿織機(jī)引緯過程緯紗始終受到劍頭的積極控制，可適應(yīng)強(qiáng)捻緯紗的織造，不會(huì)出現(xiàn)緯紗的退捻和緯縮疵點(diǎn)。劍桿引緯具有極強(qiáng)的多色緯紗織造功能，能十分方便地進(jìn)行多色任意換緯，并且選緯(換色)運(yùn)動(dòng)對(duì)織機(jī)速度不產(chǎn)生任何影響，在裝飾織物加工、毛織物加工和棉型色織物等加工中都得到了廣泛使用[7]。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外劍桿引緯機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨

25、勢</p><p>　　1.2.1 劍桿引緯機(jī)構(gòu)的簡介</p><p>　　劍桿引緯機(jī)構(gòu)是劍桿織機(jī)的五大核心機(jī)構(gòu)之一，它將緯紗引入梭口，形成織物所需的紋理。能保證引緯失誤少，可靠性高，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)許多引緯比較困難的紗線進(jìn)行引緯，其制織品種的適應(yīng)性極其廣泛，同時(shí)劍桿織機(jī)的門幅寬，因此劍桿織機(jī)成為應(yīng)用最廣泛的一種無梭織機(jī)?，F(xiàn)代織機(jī)在適應(yīng)高速、高效的同時(shí)，對(duì)引緯機(jī)構(gòu)的性能要求越來越高，引緯機(jī)構(gòu)的好

26、壞直接決定整機(jī)性能的優(yōu)劣[8]。正因?yàn)閯U引緯機(jī)構(gòu)在劍桿織機(jī)中的重要作用，國內(nèi)外許多紡織領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)者都對(duì)其進(jìn)行了研究，并取得了許多的成果。</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)外劍桿引緯機(jī)構(gòu)的研究狀況及發(fā)展趨勢</p><p>　　目前，在國內(nèi)外市場上出售的劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)主要有以下幾種：</p><p>　　共軛凸輪引緯機(jī)構(gòu)，如圖1-1所示，該引緯機(jī)構(gòu)有一個(gè)自由度

27、，由共軛凸輪、連桿機(jī)構(gòu)和輪系組成。共軛凸輪1使剛性角形桿H1AH2作往復(fù)擺動(dòng)，擺桿AB和桿H1AH2剛性連接，通過四連桿機(jī)構(gòu)ABCD驅(qū)動(dòng)與搖桿CD剛性連接的圓柱齒輪2作往復(fù)擺動(dòng)。最后經(jīng)過定軸輪系Z1、Z2、Z3和劍輪3的放大，使與劍輪嚙合的劍帶4獲得往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。這類機(jī)構(gòu)很容易滿足引緯要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其劍頭運(yùn)動(dòng)規(guī)律在理論上可按照任意曲線要求來設(shè)計(jì)[9]。該機(jī)構(gòu)的性能取決于共軛凸輪的設(shè)計(jì)，但凸輪廓線加工精度要求相當(dāng)高，制造難度大，如存在誤

28、差就易產(chǎn)生磨損沖擊和振動(dòng)加劇，影響正常的織造。</p><p>　　變螺距螺旋傳動(dòng)引緯機(jī)構(gòu)，如圖1-2所示，主軸帶動(dòng)曲柄AB，經(jīng)過連桿BC使滑塊型螺母C產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，螺母C與螺桿1形成螺紋副，帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺桿軸上的劍輪2傳劍。這類機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)鏈短，結(jié)構(gòu)緊湊，交接條件好，但傳動(dòng)效率低，而且變螺距螺旋副的加工也很困難[8]。</p><p>　　差動(dòng)輪系連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的引緯機(jī)構(gòu)，

29、如圖1-3所示。周轉(zhuǎn)輪系的軸心O為筘座腳CO的擺動(dòng)中心，AO1B桿的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)連桿分別傳遞給桿DO和筘座腳。DO的角速度w1即為周轉(zhuǎn)輪系內(nèi)齒輪1的角速度，CO的角速度w2為周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)臂的角速度。在w1和w2作用下，中心輪2以合成速度w3作往復(fù)擺動(dòng)，通過圓錐齒輪系(4、5、6和7)帶動(dòng)傳劍輪8[8]。該機(jī)構(gòu)能很好的改善交接緯時(shí)緯紗張力變化大或緯紗松弛導(dǎo)致交接失誤的現(xiàn)象，但是傳動(dòng)路線長、結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜。</p><p>　

30、　空間四連桿引緯機(jī)構(gòu)，如圖1-4所示，2為織機(jī)主軸，由曲柄1、叉桿3和搖桿4組成的球面曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，通過連桿5帶動(dòng)扇齒輪6，驅(qū)動(dòng)劍輪7。但其引緯運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)靈活性不如平面六連桿送緯、四連桿接緯機(jī)構(gòu)[8]。</p><p>　　電子引緯機(jī)構(gòu)，如圖1-5所示，這類引緯機(jī)構(gòu)是機(jī)械電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是伴隨著電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展而提出的一種新的引緯方法。這類機(jī)構(gòu)核心技術(shù)是伺服電機(jī)的控制[10]。另外，與此相似的還有一

31、種電磁控制[11]機(jī)構(gòu)。這類引緯方法的優(yōu)點(diǎn)在于機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，能最大程度消除機(jī)械部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量帶來的不良影響。通過改變引緯控制器中數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)劍桿織機(jī)引緯運(yùn)動(dòng)規(guī)律的可選擇性，滿足和提高織機(jī)對(duì)不同緯紗的適織性能，進(jìn)一步增強(qiáng)織造多品種織物的能力，提高織機(jī)的自動(dòng)化水平[8]。不過這類機(jī)構(gòu)對(duì)電子技術(shù)的要求較高，目前，該技術(shù)還沒有獲得普遍的推廣和使用，尚處于實(shí)驗(yàn)改進(jìn)階段。</p><p>　　隨著技術(shù)的不斷革新，機(jī)械和電子的聯(lián)

32、系越來越緊密。引緯機(jī)構(gòu)以后的發(fā)展也可能會(huì)逐漸的與微電子相結(jié)合，使我們對(duì)引緯運(yùn)動(dòng)的控制能夠更加隨心所欲。</p><p>　　1.3 非圓齒輪的發(fā)展及研究情況</p><p>　　1.3.1 非圓齒輪的介紹</p><p>　　非圓齒輪是一種特殊的齒輪，與圓齒輪的不同之處在于其節(jié)曲線形狀不規(guī)則。在圓柱齒輪的傳動(dòng)過程中，其傳動(dòng)比為一固定常數(shù)，從動(dòng)輪和主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)角呈線性關(guān)

33、系；而對(duì)于非圓齒輪，其傳動(dòng)比為非特定的函數(shù)，從動(dòng)輪和主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)角關(guān)系是非線性的。一對(duì)互相嚙合的非圓齒輪，當(dāng)主動(dòng)輪作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪便作一定規(guī)律的變角速運(yùn)動(dòng)，非圓齒輪可使工作機(jī)構(gòu)具有變速運(yùn)動(dòng)，能協(xié)調(diào)工作機(jī)構(gòu)的循環(huán)周期，利用非圓齒輪機(jī)構(gòu)與連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合，能獲得等速或所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)律[12]。而要實(shí)現(xiàn)劍桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)需要多個(gè)齒輪組成非圓齒輪行星輪系才能實(shí)現(xiàn)。由于非圓齒輪的特性，當(dāng)輸入軸以勻角速度朝一個(gè)方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過非圓齒輪輪系，輸出軸的

34、回轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速都可能改變，因而有可能設(shè)計(jì)出輸出軸作連續(xù)單向轉(zhuǎn)動(dòng)的、間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的以及往復(fù)擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)。非圓齒輪節(jié)曲線可以是任意不規(guī)則的形狀，目前研究較多的節(jié)曲線主要有橢圓及其變階形式、卵形、對(duì)數(shù)螺線形和傅里葉曲線等形狀。非圓齒輪已經(jīng)在機(jī)械工業(yè)等學(xué)科得到了較大范圍的應(yīng)用，常見于如自動(dòng)化儀表、農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床等行業(yè)[13]。</p><p>　　1.3.2 非圓齒輪的研究狀況</p><p>　　2O

35、世紀(jì)40年代開始，由于當(dāng)時(shí)機(jī)械制工業(yè)的發(fā)展，對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求愈來愈多樣化、復(fù)雜化，已有的齒輪傳動(dòng)或其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)很難滿足需要。為了實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比傳動(dòng)，人們突破了傳統(tǒng)圓齒輪的局限而發(fā)明了非圓齒輪[14]。但是由于一些問題的限制，以致影響了它的應(yīng)用[15]。例如如何表達(dá)非圓齒輪節(jié)曲線的方法，在得到非圓齒輪節(jié)曲線的離散數(shù)據(jù)后需要對(duì)其進(jìn)行擬合，但是非圓齒輪節(jié)曲線的擬合對(duì)曲線擬合方法有很高的要求，擬合得到的節(jié)曲線需滿足非圓齒輪實(shí)際的保凸性、壓力角等要

36、求。另外非圓齒輪的加工也不簡單。由于非圓齒輪節(jié)曲線的不規(guī)則性，其齒廓難以用傳統(tǒng)的齒輪加工方法加工生成。雖然數(shù)控機(jī)床的發(fā)展降低了非圓齒輪加工的難度，但是編制數(shù)控加工代碼仍太繁雜，已開發(fā)的數(shù)控技術(shù)模塊對(duì)非圓齒輪的加工通用性不高。</p><p>　　但是非圓齒輪與連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)相比，具有較大的優(yōu)越性尤其是它適用于高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的單向循環(huán)運(yùn)動(dòng)。所以，人們在加工非圓齒輪方面動(dòng)了不少腦筋。CAD和程序語言開發(fā)

37、軟件等計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用[10]；加工設(shè)備的智能化、參數(shù)化以及高精度化[11]，機(jī)械制造行業(yè)也在朝著開發(fā)智能化、參數(shù)化的數(shù)控設(shè)備這一趨勢發(fā)展[12]；線切割、粉末冶金和快速成型等新型非圓齒輪生產(chǎn)技術(shù)在非圓齒輪加工中的應(yīng)用，使得非圓齒輪的加工問題已得到了很好的解決[13]。</p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中研究的主要內(nèi)容包括：</p>

38、<p>　　1）了解、掌握劍桿織機(jī)引緯工藝要求</p><p>　　清楚劍桿織機(jī)引緯時(shí)，主軸轉(zhuǎn)過不同角度的時(shí)候劍頭應(yīng)該有的位移、速度以及加速度。</p><p>　　2）建立劍頭的理想運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程</p><p>　　根據(jù)最符合劍桿織機(jī)織造的原則，得到劍桿的理想運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程。</p><p>　　3）由給定的非圓齒輪行星輪系

39、引緯機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理，建立運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模型</p><p>　　根據(jù)非圓齒輪的特性建立傳動(dòng)模型，將主軸的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成期望達(dá)到的劍桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　4）編寫運(yùn)動(dòng)分析、仿真軟件，進(jìn)行參數(shù)反求。</p><p>　　根據(jù)得到的理想的運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程，利用MATLAB編寫運(yùn)動(dòng)分析、仿真軟件，反求出機(jī)構(gòu)中各個(gè)參數(shù)的值。</p><p>　

40、　5）根據(jù)最佳參數(shù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　根據(jù)得到的參數(shù)和建立的運(yùn)動(dòng)模型，對(duì)結(jié)果進(jìn)行仿真分析，并由仿真結(jié)果對(duì)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。</p><p>　　非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析模型的建立</p><p>　　引緯機(jī)構(gòu)用于將織機(jī)主軸的勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為引緯劍頭的變速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，本章在滿足劍桿引緯機(jī)構(gòu)的工藝特性要求的基礎(chǔ)上，設(shè)定了理想的引緯劍頭運(yùn)動(dòng)

41、規(guī)律，建立了該新型引緯機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)反求模型，并根據(jù)引緯劍頭的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和已知的機(jī)構(gòu)參數(shù)反求得到了非圓齒輪的節(jié)曲線方程。</p><p>　　2.1 劍桿織機(jī)的引緯工藝要求</p><p>　　引緯機(jī)構(gòu)最終要應(yīng)用在劍桿織機(jī)中，所以它必須滿足劍桿織機(jī)的引緯工藝要求。典型的劍桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律有下列特征：在劍桿向梭口內(nèi)運(yùn)動(dòng)起始處，送緯劍和接緯劍運(yùn)動(dòng)緩慢，而且送緯劍更慢，這有利于送緯劍能在較短的距離內(nèi)正確夾

42、持住緯紗。在梭口中央交接時(shí)，送緯劍和接緯劍運(yùn)動(dòng)也緩慢，有利和緩交接，降低緯紗張力[2]。且交接時(shí)需滿足一定的緯紗交接沖程要求，一般理論交接沖程取10mm。</p><p>　　所以我們能得到劍桿引緯的一系列特點(diǎn)：劍頭在梭口內(nèi)停留時(shí)間較長，占主抽轉(zhuǎn)角200°—240°，甚至更長些；劍頭進(jìn)出梭口的時(shí)間可調(diào)范圍小，劍頭進(jìn)入梭口約在60°—90°間，出梭口約在280°一3

43、10°間，空程可使劍頭遲進(jìn)、早出梭口，常見的劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)工作圓圖如圖2-1所示。為了滿足劍桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，需要調(diào)整的主要引緯參數(shù)有劍頭初始位置、劍頭動(dòng)程、緯紗交接配合、剪緯、釋放緯紗和劍頭運(yùn)動(dòng)的配合[6]。</p><p>　　2.2劍頭的理想運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程的建立</p><p>　　2.2.1 劍頭理想運(yùn)動(dòng)曲線的構(gòu)造</p><p>　　劍桿織機(jī)劍頭運(yùn)動(dòng)

44、規(guī)律的優(yōu)化可以使引緯運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn),改善緯紗的受力狀況,提高入緯率,適應(yīng)高速織機(jī)的要求,大大改善織機(jī)的織造性能。常用的劍頭運(yùn)動(dòng)規(guī)律有正弦加速度規(guī)律、梯形加速度規(guī)律和修正梯形加速度規(guī)律等。已有的一些計(jì)算表明,在動(dòng)程和運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的條件下,正弦加速度規(guī)律的加速度峰值比修正梯形加速度規(guī)律的加速度峰值大45%,速度峰值大4%。結(jié)合劍桿織機(jī)劍頭的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求，在目前常用的劍頭運(yùn)動(dòng)規(guī)律中,修正梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律是最優(yōu)越的。修正梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指引

45、緯加速度曲線的形狀類似于梯形,在梯形的轉(zhuǎn)折處用多項(xiàng)式曲線光滑過渡。過渡曲線設(shè)計(jì)是修正梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律的重點(diǎn)和難點(diǎn)。</p><p>　　目前有很多種研究劍桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線的方法，例如直接假設(shè)位移曲線方程,然后根據(jù)各曲線段的位移、速度、加速度關(guān)系以及曲線的連續(xù)、光滑條件,找出各段曲線的邊界條件,列出方程組依次求解出位移、速度、加速度曲線方程。雖然該種設(shè)計(jì)方法能很好地滿足劍頭的運(yùn)動(dòng)要求,但其優(yōu)化變量有11個(gè)之多,計(jì)算

46、量較大；或者采用5次多項(xiàng)式來設(shè)計(jì)加速度的過渡曲線,這種方法滿足了高速劍桿織機(jī)對(duì)加速度、躍度無突變的要求,劍頭的運(yùn)動(dòng)也很平穩(wěn),沖擊較小,是一種較為優(yōu)越的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,但隨著多項(xiàng)式次數(shù)的增加,引緯機(jī)構(gòu)精度要求提高,零件加工難度加大,成本增高,機(jī)構(gòu)對(duì)誤差的敏感性也相應(yīng)提高。因此本設(shè)計(jì)根據(jù)修正梯形加速度劍頭運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在現(xiàn)有的成果之上采用三次埃爾米特插值多項(xiàng)式構(gòu)造4段過渡曲線[20]，構(gòu)造了理想的引緯機(jī)構(gòu)加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線。再根據(jù)得到的加速度運(yùn)動(dòng)曲線

47、規(guī)律分別進(jìn)行一次和兩次積分求得引緯機(jī)構(gòu)的速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線和位移運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線。</p><p>　　引緯機(jī)構(gòu)加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線如圖2-2所示</p><p>　　2.2.2 劍頭運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程的建立</p><p>　　1、加速度方程的建立</p><p>　　以下是一些參數(shù)的設(shè)定</p><p>　?。阂暪に噮?shù)，主

48、軸轉(zhuǎn)角，由引緯工藝條件決定；</p><p>　　、、：對(duì)應(yīng)劍頭運(yùn)動(dòng)過程中主軸的轉(zhuǎn)角，為已知量；</p><p>　　—?jiǎng)︻^加速度，由織機(jī)所需的筘幅決定筘幅；</p><p>　　h—最大正向加速度值，根據(jù)劍桿動(dòng)程要求確定；</p><p>　　—加速度初始值，為應(yīng)變量。</p><p>　　由引緯機(jī)構(gòu)加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲

49、線可知，當(dāng)在區(qū)間時(shí)</p><p><b>　　設(shè)</b></p><p>　　由邊界條件： </p><p><b>　　得，所以</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b

50、>　　當(dāng)在區(qū)間時(shí)</b></p><p>　　易知： （2-2）</p><p><b>　　當(dāng)在區(qū)間時(shí)</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　

51、由邊界條件：，得</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　當(dāng)在區(qū)間時(shí)</b></p><p>　　易知：（2-4）</p><p>　　為了利于緯紗的交接

52、，也便于織機(jī)的調(diào)試，劍頭進(jìn)足開始退劍時(shí)的速度，因此在內(nèi)，函數(shù)與軸所圍成的正負(fù)面積之和必須為零，即。因此可得等式</p><p><b>　　即：</b></p><p>　　得： （2-5）</p><p>　　由于這一段的曲線與這一段的曲線關(guān)于對(duì)稱，所以加速度方程為：</p><p><b>　?。?-

53、6）</b></p><p><b>　　2、速度方程的建立</b></p><p>　　設(shè)織機(jī)主軸角速度為，即，對(duì)加速度曲線進(jìn)行積分即可得到速度曲線，即，整理可得段的速度曲線方程如下：</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　由于速度曲線關(guān)于點(diǎn)呈中心對(duì)稱，所

54、以段的速度曲線表達(dá)式可以表示為：</p><p><b>　　3、位移方程的確立</b></p><p>　　接著再對(duì)速度曲線進(jìn)行積分，得到位移曲線，即，整理后可得段的位移曲線方程如下：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　由于位移曲線關(guān)于這一軸對(duì)稱，所以這一段的位移

55、曲線方程可以表示為：。</p><p>　　2.3 非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)的模型簡介</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中我們采用非圓齒輪行星輪系這一引緯機(jī)構(gòu)，該劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖如圖2-3所示</p><p>　　該機(jī)構(gòu)的行星架1由織機(jī)主軸2驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)非圓太陽齒輪3活套在從動(dòng)非圓太陽輪軸4上，主動(dòng)非圓太陽齒輪3固定不動(dòng)。位于行星架1兩側(cè)的行星軸5由行星架1驅(qū)動(dòng)

56、，兩根行星軸5上分別固結(jié)有從動(dòng)非圓行星齒輪6和主動(dòng)非圓行星齒輪7，主動(dòng)非圓太陽齒輪3和兩個(gè)從動(dòng)非圓行星齒輪6嚙合，從動(dòng)非圓太陽齒輪8和兩個(gè)主動(dòng)非圓行星齒輪7嚙合，從動(dòng)非圓太陽輪軸4上固定有大圓柱齒輪9，大圓柱齒輪9和裝在小圓柱齒輪軸11一端的小圓柱齒輪10嚙合。小圓柱齒輪軸11的另一端固定有大圓錐齒輪12，大圓錐齒輪12和裝在小圓錐齒輪軸14一端的小圓錐齒輪13嚙合。小圓錐齒輪軸14的另一端固定有劍輪15。劍輪15與劍帶相互嚙合，通過控

57、制劍輪15的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來使得劍頭按預(yù)定設(shè)計(jì)的規(guī)律來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　在理論上來說只要設(shè)計(jì)出合適的非圓齒輪節(jié)曲線，就可以得到任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律的劍桿運(yùn)動(dòng)曲線。該機(jī)構(gòu)與其它類型的引緯機(jī)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)效率高，能夠適應(yīng)更多的設(shè)計(jì)需求，具有更高的設(shè)計(jì)靈活性。</p><p>　　2.4 非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)反求模型的建立</p><p>　　2.4

58、.1 反求設(shè)計(jì)思想的簡介</p><p>　　反求工程這一術(shù)語起源于20世紀(jì)60年代，但從工程的廣泛性對(duì)它進(jìn)行研究,從反求的科學(xué)性進(jìn)行深化還是從20世紀(jì)90年代初剛剛開始。反求工程類似于反向推理,屬于逆向思維體系。它以社會(huì)方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論，方法，技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)和創(chuàng)新思維，對(duì)已有的產(chǎn)品或想要達(dá)到的結(jié)果進(jìn)行解剖，分析，重構(gòu)和再創(chuàng)造,在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域,它具有獨(dú)特的內(nèi)涵,可以說

59、它是對(duì)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)[[21]。</p><p>　　反求技術(shù)是測量技術(shù)，數(shù)據(jù)處理技術(shù)，圖形處理技術(shù)和加工技術(shù)相結(jié)合的一門結(jié)合性技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和上述技術(shù)的逐漸成熟,近年來在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)中愈來愈多的得到應(yīng)用，因?yàn)樵诋a(chǎn)品開發(fā)過程中需要以設(shè)計(jì)的結(jié)果作為設(shè)計(jì)依據(jù)參考模型或作為最終驗(yàn)證依據(jù)時(shí)尤其需要應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。</p><p>　　2.4.2 非圓齒輪行星輪系放大輪系的運(yùn)動(dòng)模型的建立

60、</p><p>　　非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)的行程放大輪系部分如圖2-4所示</p><p>　　主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到從動(dòng)非圓太陽齒輪8之后，由齒輪8通過從動(dòng)非圓太陽輪軸4傳遞到大圓柱齒輪9，再傳遞到與之相嚙合的小圓柱齒輪10，然后通過小圓柱齒輪軸11傳遞到大圓錐齒輪12，再傳遞到與之相嚙合的小圓錐齒輪13，最后通過小圓錐齒輪軸14傳遞給劍輪。在2.2.2中我們已經(jīng)知道劍輪連接的劍桿劍頭的加

61、速度，速度，位移等運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)的傳遞路徑反向求得從動(dòng)非圓太陽齒輪8的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p>　　非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)所需的相關(guān)參數(shù)如表2-1所示</p><p><b>　　表2-1</b></p><p>　　由劍頭的位移，速度，加速度，以及劍輪的半徑，可以求得劍輪15的角位移，角速度，角加速度，如下列式子所示</p&

62、gt;<p>　　根據(jù)設(shè)定的放大輪系的各個(gè)齒輪半徑可以得到行程放大輪系的總傳動(dòng)比</p><p>　　從而可以求得大圓柱齒輪9的角位移，角速度和角加速度，因?yàn)閺膭?dòng)非圓太陽輪8與大圓柱齒輪9是同軸傳動(dòng)的，所以可得</p><p><b>　　（2-9）</b></p><p>　　2.4.3 第一級(jí)非圓齒輪行星輪系運(yùn)動(dòng)模型的建立&l

63、t;/p><p>　　本設(shè)計(jì)的非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)總共包含有兩級(jí)的非圓齒輪輪系，第一級(jí)是由橢圓齒輪行星輪系構(gòu)成。如圖2-5所示</p><p>　　圖中橢圓齒輪3固定不動(dòng)，橢圓齒輪6與齒輪3通過行星架1相連接，兩個(gè)齒輪的軸心,分別為對(duì)應(yīng)橢圓的的焦點(diǎn)，行星架1圍繞著橢圓齒輪3以的角速度在運(yùn)動(dòng)，橢圓齒輪6在行星架1的帶動(dòng)下，一邊圍繞著軸心6做自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，一邊圍繞著橢圓齒輪3做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)為兩個(gè)齒

64、輪在運(yùn)動(dòng)過程中的嚙合點(diǎn)。當(dāng)行星架1轉(zhuǎn)過角度時(shí)，由于橢圓齒輪3是固定不動(dòng)的，所以齒輪3相對(duì)于行星架1轉(zhuǎn)過角度，與此同時(shí)橢圓齒輪6相對(duì)于行星架轉(zhuǎn)過角度。</p><p>　　根據(jù)橢圓本身的特性可以得到</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p><b>　　（2-11）</b></p>&l

65、t;p>　　由于兩齒輪的軸心都是對(duì)應(yīng)齒輪的焦點(diǎn)所以他們的中心距為，因此在傳動(dòng)的過程當(dāng)中</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　由（2-9）、（2-10）、（2-11）三式可得</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　由式（2-13）

66、可以得到和的關(guān)系如下</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　2.4.4 第二級(jí)非圓齒輪行星輪系運(yùn)動(dòng)模型的建立</p><p>　　非圓齒輪副是用來傳遞非勻速傳動(dòng)比的，其節(jié)曲線就是一對(duì)互相嚙合的齒輪在其嚙合過程中實(shí)現(xiàn)無滑動(dòng)地純滾動(dòng)的共扼曲線，一般不為圓。設(shè)計(jì)非圓齒輪主要由兩個(gè)關(guān)鍵因素，首先是確定非圓齒輪副的節(jié)曲線，

67、這也是最關(guān)鍵的一步。其次是確定非圓齒輪其它的幾何參數(shù)。 </p><p>　　在實(shí)際設(shè)計(jì)中，通常有三種方式來計(jì)算節(jié)曲線，即：給定非圓齒輪傳動(dòng)比函數(shù)和中心距；給定再現(xiàn)函數(shù)和中心距；給定主動(dòng)非圓齒輪的節(jié)曲線方程和中心距。本文采用的是第一種方案。</p><p>　　由第一級(jí)橢圓齒輪行星輪系的運(yùn)動(dòng)模型可以知道，當(dāng)主動(dòng)橢圓齒輪3相對(duì)于行星架轉(zhuǎn)過角度時(shí)，從動(dòng)橢圓齒輪6相對(duì)于行星架轉(zhuǎn)過角度，此時(shí)第一級(jí)

68、相互嚙合的橢圓齒輪的向徑分別為和，此瞬時(shí)傳動(dòng)比為</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　這個(gè)時(shí)刻從動(dòng)非圓齒輪8和主動(dòng)非圓齒輪7的嚙合向徑為，，那么可得</p><p>　　（2-16）假設(shè)從動(dòng)非圓太陽輪8與行星架之間的傳動(dòng)比為</p><p>　　而由于橢圓齒輪3是固定不動(dòng)的，所以，那么可

69、以得到</p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　有機(jī)構(gòu)可知主軸與行星軸的中心距為</p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　由（2-14）、（2-15）、（2-16）、（2-17）四式可得</p><p>　　由設(shè)計(jì)的

70、機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)關(guān)系可得</p><p>　　綜上所述，可以得到非圓齒輪7的節(jié)曲線方程為</p><p><b>　?。?-19）</b></p><p>　　非圓齒輪8的節(jié)曲線方程為</p><p><b>　?。?-20）</b></p><p>　　非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)反

71、求設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真軟件的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的簡單介紹</p><p>　　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)一般是指通過向計(jì)算機(jī)輸入設(shè)計(jì)資料，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地編制程序，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，得到產(chǎn)品或零件圖的過程。計(jì)算機(jī)輔助分析是綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、應(yīng)用數(shù)學(xué)和模擬理論而發(fā)展起來的，現(xiàn)今被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，已成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研究和分析復(fù)雜應(yīng)用問題的重要工具。本設(shè)計(jì)需要得到最終機(jī)構(gòu)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，

72、以此來分析各參數(shù)間的相關(guān)性。而Visual Basic 6.0有著較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析能力以及強(qiáng)大的人機(jī)交互功能，所以本文將以Visual Basic 6.0為設(shè)計(jì)平臺(tái)，對(duì)非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)進(jìn)行反求設(shè)計(jì)，并對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析。</p><p>　　3.2 非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)反求設(shè)計(jì)與仿真軟件的介紹</p><p>　　3.2.1 引緯機(jī)構(gòu)反求設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)思路</p>

73、<p>　　根據(jù)第2章中建立的非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析模型編寫計(jì)算程序，根據(jù)引緯工藝的要求輸入合理的參數(shù)得出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模型以及運(yùn)動(dòng)軌跡，并反求出節(jié)圓曲線的各個(gè)離散數(shù)據(jù)為三維模型仿真做好準(zhǔn)備。</p><p>　　3.2.2 引緯機(jī)構(gòu)反求程序的關(guān)鍵性思想</p><p>　　根據(jù)第2章建立的非圓齒輪行星輪系引緯機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)反求模型，編寫反求計(jì)算的程序框圖，如表2-2所

74、示。其中為最大正向加速度，為比例系數(shù)，為織機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速，，，為引緯運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線的角度參數(shù)，分別對(duì)應(yīng)于圖2-2中的角度參數(shù)，，；為橢圓齒輪的長半軸，為橢圓齒輪的偏心率，為傳劍輪的半徑，為接緯提前角，，，分別為第一級(jí)傳動(dòng)中心橢圓齒輪和行星橢圓齒輪的齒數(shù)和模數(shù)，，， 分別為第二級(jí)傳動(dòng)中心非圓齒輪和行星非圓齒輪的齒數(shù)和模數(shù)，為緯紗交接沖程，為仿真速度調(diào)節(jié)參數(shù)。</p><p><b>　　表3-1</b&

75、gt;</p><p>　　第二級(jí)非圓齒輪行星輪系機(jī)構(gòu)示意圖如圖3-1所示</p><p>　　，分別為中心齒輪8和行星齒輪7的軸心, 為兩齒輪的嚙合點(diǎn)，垂直于軸，為行星齒輪7的第條向徑，所以B點(diǎn)的坐標(biāo)即為（，），其中,，為選取的第條向徑所對(duì)應(yīng)的非圓齒輪7相對(duì)于行星架1的角度，設(shè)位。假設(shè)的坐標(biāo)為（，），在得到，之后，根據(jù)幾何關(guān)系可以得到</p><p><b&

76、gt;　?。?-21）</b></p><p>　　3.2.3 引緯機(jī)構(gòu)參數(shù)的設(shè)定</p><p>　　目前我們國家大多數(shù)的劍桿織機(jī)的額定筘幅的范圍大概在190cm至360cm左右，為了與國內(nèi)劍桿織機(jī)的技術(shù)水平相配合，設(shè)定引緯劍頭的最大正向加速度為560m/s2，那么其對(duì)應(yīng)的劍頭單邊總動(dòng)程為147.5cm。另外，參考常見劍桿織機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和引緯機(jī)構(gòu)的布置方案，選取橢圓齒輪的長半

77、軸為70mm，即行星軸和織機(jī)主軸的距離為140mm。根據(jù)劍桿引緯工藝要求，為了使引緯運(yùn)動(dòng)更有利于緯紗的交接減少緯紗張力，設(shè)定接緯劍頭的先行角為10°，緯紗交接沖程為10mm。根據(jù)引緯機(jī)構(gòu)反求軟件，可以得到幾個(gè)重要參數(shù)對(duì)反求得到的非圓齒輪節(jié)曲線不同的影響程度，通過調(diào)整優(yōu)化得到了一組較優(yōu)的機(jī)構(gòu)參數(shù)：橢圓齒輪偏心率，劍輪半徑，行程放大輪系總傳動(dòng)比，其中對(duì)應(yīng)的各齒輪參數(shù)分別為：、、、、、。</p><p>　　

78、3.2.4 引緯機(jī)構(gòu)反求軟件的界面介紹</p><p>　　該引緯機(jī)構(gòu)反求軟件的操作界面如圖3-2所示，</p><p>　　界面窗口的最上方包含軟件的名稱、版本號(hào)和版權(quán)等信息。下方的操作界面主要分為6個(gè)區(qū)域：區(qū)域1是軟件在運(yùn)行仿真的時(shí)候輸出的劍桿運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線，包括劍桿的加速度曲線，速度曲線和位移曲線；區(qū)域2 是有關(guān)加速度曲線的參數(shù)的輸入?yún)^(qū)域，可以根據(jù)需要調(diào)整其中的正向加速度峰值，主軸參數(shù)以

79、及加速度曲線參數(shù)等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的修改會(huì)影響到區(qū)域1中輸出的劍桿運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線；區(qū)域3是畫面顯示窗口，在仿真過程中機(jī)構(gòu)簡圖的顯示以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的過程都是在該區(qū)域顯示；區(qū)域4是控件的放置界面，在軟件運(yùn)行過程中需要對(duì)控件進(jìn)行點(diǎn)擊操作才能實(shí)現(xiàn)參數(shù)計(jì)算，運(yùn)動(dòng)模擬以及數(shù)據(jù)保存等操作；區(qū)域5是有關(guān)引緯機(jī)構(gòu)的參數(shù)輸入?yún)^(qū)域，可以根據(jù)需要調(diào)整機(jī)構(gòu)中一些零件的參數(shù)，這些數(shù)據(jù)的修改會(huì)對(duì)機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)比，節(jié)曲線方程等產(chǎn)生影響；區(qū)域6是數(shù)據(jù)輸出區(qū)域，從中可以讀出在機(jī)構(gòu)運(yùn)

80、動(dòng)過程中零部件在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)情況。</p><p>　　3.2.5 引緯機(jī)構(gòu)反求軟件各個(gè)控件的介紹</p><p>　　基于Visual Basic 6.0的軟件開始運(yùn)行時(shí)需要對(duì)控件進(jìn)行操作才能實(shí)現(xiàn)軟件中想要的功能。</p><p><b>　　1、參數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　軟件開始運(yùn)行后在區(qū)域2以及區(qū)域5

81、輸入?yún)?shù)之后，點(diǎn)擊參數(shù)計(jì)算，軟件就會(huì)根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)下的參數(shù)對(duì)引緯機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，并在區(qū)域1中輸出劍桿的運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線，在區(qū)域6中輸出放大輪系傳動(dòng)比，單邊總行程以及接緯劍頭位移這幾個(gè)參數(shù)。此時(shí)“初始位置”，“機(jī)構(gòu)示意圖”，“退出”這三個(gè)控件變?yōu)榭蛇x擇狀態(tài)。如圖3-3所示</p><p><b>　　2、初始位置</b></p><p>　　該控件用于在仿真開始之前確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)

82、初始位置，點(diǎn)擊初始位置之后，仿真機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖會(huì)在區(qū)域3中顯示出來，這時(shí)“運(yùn)動(dòng)模擬”和“數(shù)據(jù)保存”這兩個(gè)控件變?yōu)榭蛇x擇狀態(tài)，如圖3-4所示</p><p><b>　　3、運(yùn)動(dòng)模擬</b></p><p>　　該控件為機(jī)構(gòu)開始仿真分析的命令按鈕，運(yùn)行后區(qū)域3中顯示的機(jī)構(gòu)會(huì)開始運(yùn)動(dòng)，區(qū)域1中劍桿運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線上的指示點(diǎn)會(huì)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)情況反映出對(duì)應(yīng)的劍桿加速度，速度以及

83、位移的值。在運(yùn)動(dòng)仿真的過程中“運(yùn)動(dòng)模擬”這一控件的名稱會(huì)變成“暫?！?，如果點(diǎn)擊“暫?！卑粹o，區(qū)域3處仿真運(yùn)動(dòng)會(huì)停止在當(dāng)前的時(shí)刻，區(qū)域1的曲線上的指示點(diǎn)也會(huì)停留在與當(dāng)前時(shí)刻劍桿的加速度、速度和位移相對(duì)應(yīng)的位置上。而且“暫?！卑粹o的名稱會(huì)變成“繼續(xù)”，同時(shí)“步進(jìn)”和“步退”按鈕變?yōu)榭蛇x擇狀態(tài)，如圖3-5所示。這時(shí)如果點(diǎn)擊“步進(jìn)”按鈕，區(qū)域3中的機(jī)構(gòu)會(huì)顯示在當(dāng)期位置的基礎(chǔ)上織機(jī)主軸前進(jìn)1°后整個(gè)機(jī)構(gòu)所呈現(xiàn)的狀態(tài)，如果點(diǎn)擊“步退”按鈕

84、，區(qū)域3中的機(jī)構(gòu)會(huì)顯示在當(dāng)期位置的基礎(chǔ)上織機(jī)主軸后退1°后整個(gè)機(jī)構(gòu)所呈現(xiàn)的狀態(tài)，如果點(diǎn)擊“繼續(xù)”則機(jī)構(gòu)會(huì)再一次進(jìn)入仿真運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。</p><p><b>　　4、機(jī)構(gòu)示意圖</b></p><p>　　該軟件運(yùn)行后，“機(jī)構(gòu)示意圖”這一按鈕處于可選擇狀態(tài)，點(diǎn)擊之后就會(huì)在區(qū)域3中顯示出機(jī)構(gòu)的示意圖，如圖3-6所示，這時(shí)“機(jī)構(gòu)示意圖”按鈕的名稱會(huì)變成“隱藏示意圖”

85、，點(diǎn)擊之后機(jī)構(gòu)示意圖被隱藏。</p><p><b>　　5、數(shù)據(jù)保存</b></p><p>　　在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真之后點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)保存”按鈕，軟件會(huì)把所有的輸入輸出的參數(shù)以“txt”格式保存起來如圖3-7所示，圖3-8是保存后的部分?jǐn)?shù)據(jù)</p><p><b>　　6、退出</b></p><p>　

86、　點(diǎn)擊“退出”按鈕之后，軟件會(huì)結(jié)束運(yùn)行。</p><p>　　3.2.6 引緯機(jī)構(gòu)反求軟件的功能特點(diǎn)</p><p>　　該引緯機(jī)構(gòu)反求軟件以Visual Basic 6.0為平臺(tái)，根據(jù)第2章中建立的運(yùn)動(dòng)分析模型編寫運(yùn)算程序，使得該軟件不僅能直觀的顯示出所設(shè)計(jì)的引緯機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，更能定量的得出機(jī)構(gòu)的參數(shù)和最終的運(yùn)動(dòng)曲線。根據(jù)輸出的結(jié)果再結(jié)合實(shí)際的引緯工藝要求對(duì)不恰當(dāng)?shù)牡胤侥芊奖憧旖莸淖龀?/p>

87、優(yōu)化修改。</p><p>　　第4章 引緯機(jī)構(gòu)三維模型的建立與仿真</p><p>　　由上述的引緯機(jī)構(gòu)反求軟件的功能介紹可以知道，該軟件在運(yùn)行過后可以將引緯機(jī)構(gòu)中所需的參數(shù)輸出并保存。這些數(shù)據(jù)中包含著非圓齒輪以及橢圓齒輪的節(jié)曲線離散點(diǎn)，根據(jù)這些點(diǎn)再基于學(xué)院課題組已經(jīng)研究過的齒廓生成軟件就可以得到各個(gè)齒輪完整的外形輪廓。這樣就可以在三維建模軟件中建立所設(shè)計(jì)的劍桿引緯機(jī)構(gòu)模型。</p

88、><p>　　如圖4-1，4-2，4-3，4-4所示分別為機(jī)構(gòu)中非圓齒輪8，7以及橢圓齒輪3，6的三維模型</p><p>　　圖4-1 非圓齒輪8 圖4-1 非圓齒輪7</p><p>　　圖4-3 橢圓齒輪3 圖4-4橢圓齒輪6</p><p>　　兩

89、非圓齒輪以及橢圓齒輪在機(jī)構(gòu)中的嚙合情況如圖4-5，4-6所示</p><p>　　圖4-5 非圓齒輪嚙合示意圖</p><p>　　圖4-6 橢圓齒輪嚙合示意圖</p><p>　　在該機(jī)構(gòu)中行星架被設(shè)計(jì)為一個(gè)大圓盤，再通過軸將行星輪與太陽輪連接在一起，組成第一，第二級(jí)行星輪系，如圖4-7所示</p><p>　　圖4-7 行星架的結(jié)構(gòu)<

90、;/p><p>　　最后根據(jù)實(shí)際情況合理的設(shè)計(jì)其它的齒輪以及部件，最后得到的劍桿引緯機(jī)構(gòu)的三維模型如圖4-8所示</p><p>　　圖4-8 劍桿引緯機(jī)構(gòu)三維模型</p><p>　　三維模型構(gòu)建完成之后需要建立適當(dāng)?shù)募s束，再將其導(dǎo)入Adams軟件中進(jìn)行三維仿真分析，如圖4-9所示，證明其運(yùn)行規(guī)律是符合實(shí)際引緯工藝要求的。</p><p>　　

91、圖4-9 引緯機(jī)構(gòu)三維仿真分析過程</p><p><b>　　第5章 總結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)，構(gòu)造了一個(gè)新型的非圓齒輪行星輪系劍桿引緯機(jī)構(gòu)，根據(jù)引緯工藝的要求，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)確定了機(jī)構(gòu)的合理參數(shù)，證明該機(jī)構(gòu)是可以按照預(yù)期設(shè)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來實(shí)現(xiàn)劍桿織機(jī)的引緯運(yùn)動(dòng)的。</p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中完成的主要內(nèi)容包括：

92、</p><p>　?。?）分析了劍桿織機(jī)引緯運(yùn)動(dòng)的工藝要求，確定了主軸轉(zhuǎn)過不同角度時(shí)劍頭應(yīng)該有的位移、速度以及加速度。</p><p>　?。?）根據(jù)所需要的劍桿運(yùn)動(dòng)加速度規(guī)律建立了劍頭的理想運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程，</p><p>　　根據(jù)最符合劍桿織機(jī)織造的原則，得到劍桿的理想運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程。</p><p>　?。?）由設(shè)計(jì)的非圓齒輪行星輪系

93、引緯機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)規(guī)律，建立運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模型，再根據(jù)非圓齒輪的特性建立傳動(dòng)模型，得到了非圓齒輪的節(jié)曲線方程。</p><p>　?。?）根據(jù)得到的理想運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線方程，再基于Visual Basic 6.0這個(gè)平臺(tái)編寫運(yùn)動(dòng)分析仿真軟件，進(jìn)行參數(shù)反求，再根據(jù)實(shí)際得到的結(jié)果對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，最終得到了所設(shè)計(jì)的非圓齒輪行星輪系劍桿引緯運(yùn)機(jī)構(gòu)中的各個(gè)參數(shù)的值。</p><p><b>　　參考

94、文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 姚穆. 紡織產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與展望[J].福建質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督. 2011(5)：28-30.</p><p>　　[2] 中國紡織機(jī)械器材工業(yè)協(xié)會(huì). 上半年紡機(jī)進(jìn)出口增速略緩[N]. 中國紡織報(bào)，2011-9-5(6).</p><p>　　[3] 王樹田. 中國紡織機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀與展望[J]. 紡織導(dǎo)報(bào)，2005(10

95、)：6-12.</p><p>　　[4] 許瑞超，楊健燕. 中國紡織工業(yè)亟待技術(shù)進(jìn)步[J]. 2005(6)：6-12.</p><p>　　[5] 周琪甦，沈世德. 新型機(jī)織小樣機(jī)引緯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 紡織學(xué)報(bào)，2007，2(28)：112-118.</p><p>　　[6] 陳元甫，洪海滄. 劍桿織機(jī)原理與使用[M]. 北京：中國紡織出版社，1994：3-4

96、.</p><p>　　[7] 王鴻博. 劍桿織機(jī)實(shí)用技術(shù)[M]. 北京：中國紡織出版社，2004：1.</p><p>　　[8] 趙雄，徐賓，陳建能，趙勻. 幾種典型的劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)及其機(jī)構(gòu)創(chuàng)新[J]. 紡織機(jī)械，2008( 2)，2-3.</p><p>　　[9] 張小德. 劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)共軛凸輪的設(shè)計(jì)及研究[D]. 浙江：浙江工業(yè)大學(xué)，2009.<

97、;/p><p>　　[10] Washida Kazuo，Sugimoto Hidehiko，Masuda Atuji. Servo-controlled weft yarn inserting mechanism for rapier loom[J]. Journal of the Textile Machinery Society of Japan，1998， 51(12): 47-59.</p>

98、<p>　　[11] S. A. Mirjalili. Using Electromagnetic Force in Weft Insertion of a Loom[J]. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe，2005，13(3)：67-70.</p><p>　　[12] 孫文磊，朱潁，龐遠(yuǎn)棣. 非圓齒輪傳動(dòng)的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬及CAD[J]. 機(jī)械傳動(dòng)，19

99、97，1(1)：4-6，34.</p><p>　　[13] 吳序堂，王貴海. 非圓齒輪及非勻速比傳動(dòng)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997：64-66.</p><p>　　[14] 武麗梅，魯墨武. 非圓齒輪技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2000(1)，23-25.</p><p>　　[15] 李福生，尹種芳，張遵連，等編著. 非圓齒輪與特

100、種齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983：2-3.</p><p>　　[16] 熊鎮(zhèn)芹，非圓齒輪CAD/CAM關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 西安：西安交通大學(xué)，2004.</p><p>　　[17] 李寶妮，張迎春，非圓齒輪的應(yīng)用及其發(fā)展動(dòng)向[J]. 機(jī)床與液壓，2008，4(36)：286-307.</p><p>　　[18] 李福生，戴有虎，

101、韓德本，等編譯. 非圓齒輪[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1975：177.</p><p>　　[19] 崔希烈.非圓齒輪齒廓分析(一)[J]. 機(jī)械傳動(dòng)，1985(6)：18.</p><p>　　[20] 趙雄，胡宇龍，林萬煥，陳建能. 劍桿織機(jī)新型引緯運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線的構(gòu)造及應(yīng)用[J]. 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，27(4).</p><p>　　[21] 楊益

102、. 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法[OL].</p><p>　　http://wenku.baidu.com/view/aa4329d4b9f3f90f76c61b41.html</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于即將完成，在此首先要感謝我的指導(dǎo)老師陳建能教授，在陳老師的指導(dǎo)下我在設(shè)計(jì)過程中遇到的許多難題得以解決

103、。陳老師學(xué)識(shí)淵博，指導(dǎo)時(shí)耐心詳細(xì)，在接下來的幾年時(shí)間里我還要跟著陳老師進(jìn)行研究生階段的學(xué)習(xí)，我會(huì)把握好這個(gè)機(jī)會(huì)，在研究生階段好好努力，爭取學(xué)到更多的專業(yè)知識(shí)。另外還要感謝師兄黃前澤，任根勇，你們的交流指導(dǎo)給了我很大的幫助，讓我少走了許多的彎路。</p><p>　　在這期間有好幾位同學(xué)都在實(shí)驗(yàn)室和我一起做著畢業(yè)設(shè)計(jì)，感謝你們的陪伴，你們給我的一些建議給了我許多幫助，疲勞之后和你們的嬉鬧玩笑讓我的精神得到很好的放松