hq3620電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)創(chuàng)新論文[帶圖紙]

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題 目HQ3620電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)創(chuàng)新 </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) 09機(jī)制4班

2、 </p><p>　　姓 名 李盛杰 學(xué) 號(hào) B09300413 </p><p>　　指導(dǎo)教師 沈毅 </p><p>　　系 主 任 胡明 學(xué)院

3、院長 胡旭東 </p><p>　　二O 一三 年 五 月 二十 日</p><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>

4、;　　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>　　年 月 日</p><p>&

5、lt;b>　　摘 要</b></p><p>　　我國雖為紡織機(jī)械大國，但與國際紡織相比，在機(jī)電一體化方面的自動(dòng)化、連續(xù)化、高速化、智能化水平上還有很大差距，在新材料、新工藝、新的制造技術(shù)方面落后很多，這一點(diǎn)從我國紡機(jī)品每年進(jìn)口高達(dá)數(shù)十億美元就可以看出，我國紡織機(jī)械企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力不足，主要產(chǎn)品技術(shù)依賴國外，缺少具有自主知以產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，產(chǎn)品更新周期長，不能適應(yīng)市場需求。</p>

6、<p>　　其中多臂機(jī)作為紡織機(jī)械的龍頭，對提高紡織產(chǎn)品生產(chǎn)效率和提升紡織產(chǎn)品質(zhì)量上都起到了至關(guān)重要的作用。其中的旋轉(zhuǎn)式多臂機(jī)作為目前最為先進(jìn)的高速開口裝置，其先進(jìn)的技術(shù)和優(yōu)良的機(jī)構(gòu)特征為開發(fā)高速化、柔性化織機(jī)提供了不可或缺的配套。而旋轉(zhuǎn)式多臂機(jī)的提綜機(jī)構(gòu)作為將輸入的勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成多臂機(jī)主軸的變速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的裝置。在旋轉(zhuǎn)式多臂機(jī)中起著極其重要的作用。</p><p>　　本文全面探討了多臂機(jī)的發(fā)展歷

7、程，并針對HQ3620電子式多臂機(jī)進(jìn)行了深入的分析和研究。并在原凸輪旋轉(zhuǎn)變速方案的基礎(chǔ)上，本文利用Pro/E進(jìn)行三維建模，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，再進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新，提出了更為經(jīng)濟(jì)的，便于維護(hù)的齒輪旋轉(zhuǎn)變速方案。新方案的有益效果為：將勻速旋轉(zhuǎn)輸入運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為同軸變速旋轉(zhuǎn)輸出運(yùn)動(dòng)，并可以實(shí)現(xiàn)停-動(dòng)-停-動(dòng)的間歇特性輸出。具有結(jié)構(gòu)緊湊，穩(wěn)定性高，易于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。而且由于組成零件較少，又多是標(biāo)準(zhǔn)件，使得整個(gè)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)易于維護(hù)，大大降低了成本。<

8、/p><p>　　本文亦對新方案進(jìn)行了簡單的校核和部分零件的尺寸、材料、精度等級(jí)的確定。</p><p>　　關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)式多臂機(jī)；凸輪旋轉(zhuǎn)變速；齒輪旋轉(zhuǎn)變速</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As textile machinery power in our country, we

9、compared with the international textile machinery in the field of mechanical and electrical integration movement, continuous, high speed and intelligent level also has the very big disparity, in the new material, new cra

10、ft, new technology lag behind a lot, this is from China's textile machinery products imports billions of dollars a year just as you can see, our country textile machinery enterprise technology innovation ability is i

11、nsufficient, the m</p><p>　　The dobby as a leading textile machinery, to improve the efficiency of textile production and improving the quality of textile products play a vital role. The rotary dobby as curr

12、ently the most advanced high-speed opening device, its advanced technology and excellent organization characteristics for the development of high speed, flexible loom provided indispensable supporting. And rotary dobby h

13、arness institution as the input of uniform rotary motion into dobby spindle speed change device for r</p><p>　　This article comprehensively discusses the development course of dobby and against HQ3620 electr

14、onic dobby has carried on the thorough analysis and study. CAM rotation speed and in the original scheme, on the basis of this paper, by using Pro/E 3 d modeling, and motion simulation, and then to design innovation, put

15、s forward the more economical, easy to maintain the gear rotation speed. And because of fewer parts, and is more standard, makes the entire rotating shift gear easy to maintain, and gr</p><p>　　This article

16、also has carried on the simple check to new scheme and the size of the parts, materials, the determination of precision grade.</p><p>　　Key words：Rotary Dobby; The CAM rotational speed; The gear rotational s

17、peed</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p><b>　　Abstract</b></p><p><b>　　第一章 緒論6</b></p><p>　　1

18、.1 選題的背景和意義6</p><p>　　1.1.1 紡織機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r6</p><p>　　1.1.2 開口機(jī)構(gòu)7</p><p>　　1.1.3 多臂機(jī)的發(fā)展史及發(fā)展?fàn)顩r9</p><p>　　1.1.3課題研究的意義10</p><p>　　1.2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容11</p><

19、p>　　第二章 分析HQ3620電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)原理12</p><p>　　2.1 HQ3620電子多臂機(jī)簡介以及旋轉(zhuǎn)變速原理分析12</p><p>　　2.2 旋轉(zhuǎn)變速方案13</p><p>　　2.3 三維建模以及二維工程圖的繪制15</p><p>　　2.4 本章小結(jié)18</p><p&

20、gt;　　第三章 HQ3620電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析19</p><p><b>　　3.1引言19</b></p><p>　　3.2運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)構(gòu)簡化19</p><p>　　3.3 HQ3620電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真19</p><p>　　3.4 本章小結(jié)22</p>&l

21、t;p>　　第四章 HQ3620電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新23</p><p>　　4.1設(shè)計(jì)創(chuàng)新方案的初步確定23</p><p>　　4.2 新方案的運(yùn)動(dòng)仿真24</p><p>　　4.3 對新方案進(jìn)行理論計(jì)算26</p><p>　　4.4 對齒輪旋轉(zhuǎn)變速方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27</p><p&g

22、t;　　4.5 本章小結(jié)31</p><p>　　第五章 HQ3620電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)32</p><p>　　5.1 凸輪旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)部分零件32</p><p>　　5.2齒輪旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)部分零件32</p><p>　　5.3 本章小結(jié)33</p><p>　　第六章 總結(jié)及展望34&l

23、t;/p><p><b>　　6.1總結(jié)34</b></p><p><b>　　6.2展望34</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)35</b></p><p><b>　　致謝37</b></p><p><b

24、>　　緒論</b></p><p>　　1.1 選題的背景和意義</p><p>　　1.1.1 紡織機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　紡織機(jī)械是紡織工業(yè)的生產(chǎn)手段和物質(zhì)基礎(chǔ)，它的技術(shù)水平、質(zhì)量和制造成本，都直接關(guān)系到紡織工業(yè)的發(fā)展。</p><p>　　人類最初用天然纖維作原料紡紗織布，早于文字的發(fā)明（見世界紡織史、中國

25、紡織史）。中國在春秋戰(zhàn)國時(shí)已經(jīng)使用手搖紡車紡紗，到了宋代已經(jīng)發(fā)明了30多個(gè)錠子的水力大紡車。1769年英國人R.阿克賴特）（又譯理查德·阿克萊特）制造水力紡紗機(jī)。1779年英國人S.克朗普頓（塞繆爾.克朗普頓）發(fā)明走錠紡紗機(jī)。傳入美國后，1828年美國人J.索普發(fā)明環(huán)錠紡紗機(jī)，因采用連續(xù)紡紗使生產(chǎn)率提高數(shù)倍。中國戰(zhàn)國時(shí)期的織機(jī)已經(jīng)運(yùn)用杠桿原理，以腳踏連桿帶動(dòng)綜框完成開口動(dòng)作。1733年英國人J.凱（又譯約翰·凱伊）發(fā)

26、明飛梭，打擊梭子，使其高速飛行，織機(jī)生產(chǎn)率得以成倍提高。1785年英國人E.卡特賴特（又譯艾德蒙特·卡特萊特）發(fā)明動(dòng)力織機(jī)，同年英國建成世界上第一個(gè)用蒸汽機(jī)為動(dòng)力的棉紡織廠，是紡織工業(yè)由工場手工業(yè)向大工業(yè)生產(chǎn)過渡的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。人類社會(huì)的進(jìn)步和人口的增加，促進(jìn)了紡織工業(yè)的發(fā)展，相應(yīng)地推動(dòng)了紡織機(jī)械的改進(jìn)。能源改革（以蒸汽動(dòng)力代替人力、畜力）則奠定了現(xiàn)代紡織機(jī)械的基礎(chǔ)。</p><p>　　19世紀(jì)末人造纖

27、維問世，拓寬了紡織機(jī)械的領(lǐng)域，增添了化學(xué)纖維機(jī)械一個(gè)門類。人們對合成纖維需要的增長，推動(dòng)合成纖維紡絲設(shè)備向大型化（紡絲螺桿直徑達(dá)200毫米，單臺(tái)紡絲機(jī)的日產(chǎn)量達(dá)到100噸）和高速化（紡絲速度達(dá)3000～4000米/分）方向發(fā)展。世界合成纖維工業(yè)發(fā)展最快的國家，幾乎在5～6年內(nèi)設(shè)備更新一次，機(jī)臺(tái)數(shù)量在10年內(nèi)就增長一倍。近20年的紡紗織造設(shè)備，為適應(yīng)化學(xué)纖維純紡或與天然纖維混紡作了不少局部改進(jìn)，如擴(kuò)大牽伸機(jī)構(gòu)適紡纖維長度的范圍、消除纖維上

28、靜電等。在染整方面發(fā)展了高溫高壓染色設(shè)備、熱定形設(shè)備、樹脂整理設(shè)備以及松式整理設(shè)備等。</p><p>　　人類用傳統(tǒng)方法紡紗織布，已有6000多年的歷史。至今根據(jù)傳統(tǒng)原理設(shè)計(jì)的紡紗織布機(jī)器，仍是世界紡織工業(yè)的主要設(shè)備。但是50年代以來，已經(jīng)創(chuàng)造出一些新的工藝方法，部分地取代了傳統(tǒng)方法，以高得多的效率生產(chǎn)紡織物，如轉(zhuǎn)杯紡紗、無紡織布等。新的工藝方法孕育著新的紡織設(shè)備，新的紡織設(shè)備成熟與推廣，又促使紡織工業(yè)進(jìn)一步向

29、前發(fā)展。</p><p>　　紡織機(jī)械涵蓋了從纖維制備到服裝成型過程中的所有加工設(shè)備，具體包括化纖機(jī)械、紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、針織機(jī)械、染整機(jī)械、非織造機(jī)械、服裝機(jī)械及紡織器材八個(gè)相對獨(dú)立的子行業(yè)，如圖1-1所示。[1]</p><p>　　圖1-1 紡織機(jī)械的八個(gè)子行業(yè)與紡織產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)系圖</p><p>　　我國是世界上最大的紡織品生產(chǎn)和出口國，紡織纖維加工量占全

30、球總量的三分之一以上，紡織服裝出口額占全球紡織服裝貿(mào)易總量的四分之一以上。我國紡織機(jī)械制造業(yè)為我國紡織業(yè)提供了大量設(shè)備的同時(shí)，行業(yè)的自我發(fā)展也取得了史無前例的進(jìn)步。</p><p>　　1.1.2 開口機(jī)構(gòu)</p><p>　　開口機(jī)構(gòu)的作用是根據(jù)織物上機(jī)圖上經(jīng)緯交織的變化規(guī)律，按序及時(shí)帶動(dòng)經(jīng)紗，將經(jīng)紗分成上下兩層，形成供載緯器通過的梭口通道。[2]</p><p>

31、;　　開口運(yùn)動(dòng)一般可分為以下三個(gè)階段</p><p>　　(1)開口時(shí)期：兩片經(jīng)紗離開綜平位置上下分開形成梭口至滿開，此階段經(jīng)紗處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，經(jīng)紗張力由小到大逐漸增加；</p><p>　　(2)靜止時(shí)期：梭口滿開后，經(jīng)紗在上下兩個(gè)極端位置靜止不動(dòng)，以使載緯器通過梭口；</p><p>　　(3)閉合時(shí)期：載緯器通過梭口后，經(jīng)紗從滿開返回綜平位置，使梭口閉合。此階段

32、經(jīng)紗張力由大到小逐漸變化。</p><p>　　上述三階段形成一個(gè)開口周期，并不斷循環(huán)，使織造連續(xù)進(jìn)行。</p><p>　　開口機(jī)構(gòu)具有多種類型，以織制不同類的織物，通常有曲柄、偏心、凸輪、多臂、提花和電子開口六種類型。[3]</p><p><b>　　1.曲柄開口機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　曲柄開口機(jī)構(gòu)的連接

33、點(diǎn)均是轉(zhuǎn)動(dòng)副，對高速運(yùn)轉(zhuǎn)有利，用于高速劍桿織機(jī)和某些噴氣織機(jī)。曲柄開口機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性是相對靜止時(shí)間短，一般只能用來織造平紋織物，每兩緯一個(gè)循環(huán)的完全組織，且不適合于寬幅織機(jī)，這只是它的主要缺點(diǎn)，但是制造加工容易，成本較低。</p><p><b>　　2.偏心開口機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　偏心傳動(dòng)開口機(jī)構(gòu)的偏心裝置有滾針軸承套裝在織機(jī)中軸上，中軸的轉(zhuǎn)速是織機(jī)主

34、軸速度的一半。這種機(jī)構(gòu)不僅能高速運(yùn)轉(zhuǎn)，而且適于微機(jī)控制。一般這類織機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沒有靜止時(shí)間，綜框運(yùn)動(dòng)近似于簡諧運(yùn)動(dòng)。如果這種偏心機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸通過變速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，如同回轉(zhuǎn)多臂那樣，綜框運(yùn)動(dòng)也可以有停頓時(shí)間并用在普通的或?qū)挿目棛C(jī)上。</p><p>　　3.凸輪(踏盤)開口機(jī)構(gòu)</p><p>　　凸輪傳動(dòng)開口機(jī)構(gòu)包括用彈簧回綜的消極凸輪機(jī)構(gòu)(踏盤)和積極式外側(cè)共軛凸輪機(jī)構(gòu)。共軛凸輪開口機(jī)構(gòu)可避

35、免或減少其在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)因間隙而引起的沖擊和振動(dòng)。這種機(jī)構(gòu)通常用于大量生產(chǎn)織物的現(xiàn)代織機(jī)上，尤其是用于織密織物時(shí)用4—8 頁綜框織平紋織物，它容易使綜框運(yùn)動(dòng)獲得靜止并具有不對稱性，而且是綜框的平綜時(shí)間相互叉開，使經(jīng)紗的斷頭率減少。凸輪開口機(jī)構(gòu)適宜于生產(chǎn)從2×2 到6 ×6 三原組織及其變化組織的織物，包括燈芯絨等絨織物。</p><p><b>　　4.多臂開口機(jī)構(gòu)</b>

36、</p><p>　　多臂開口機(jī)構(gòu)是一種提綜器，新型多臂機(jī)提綜數(shù)可達(dá)12—24 頁綜框，各頁綜之間的片距一般為12 mm?？椢锝M織的循環(huán)理論上不受限制可為48—6400 緯，常用范圍一般小于1000 緯?，F(xiàn)代無梭織機(jī)所用多臂機(jī)的特點(diǎn)是都用全開梭口取代半開梭口或閉合梭口。綜框可以按照織物組織的要求保持停留在上方或下方，只有在改變起伏方向時(shí)才做升降運(yùn)動(dòng)，另外，梭口滿開時(shí)綜框都有停頓時(shí)間，它具有利于選擇提綜，又利于提高

37、車速。它沒有任何浪費(fèi)的動(dòng)作，從而有利于減少經(jīng)紗的斷頭。多臂機(jī)構(gòu)適用于小花紋組織的織造，如提花府綢、床單、浴巾等尤其適合于織制各種毛料織物。</p><p>　　現(xiàn)代多臂機(jī)主要有三種結(jié)構(gòu)：</p><p>　　復(fù)動(dòng)式積極多臂——如Staubli 2232；</p><p>　　復(fù)動(dòng)式消極多臂——如Staubli 2500 及2560 系列的電子多臂；</p>

38、;<p>　　回轉(zhuǎn)多臂——如Stauble2600 式及2800 系列的電子多臂。</p><p><b>　　5.提花機(jī)開口機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　提花開口機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是每一根經(jīng)紗都有一根綜線控制，而不是用綜框，可以使每一根經(jīng)紗獨(dú)立的上下運(yùn)動(dòng)，可織造復(fù)雜的花紋組織。提花開口機(jī)構(gòu)有單動(dòng)式、復(fù)動(dòng)式和單花筒、雙花筒之分。單動(dòng)式配置一組豎鉤和一個(gè)刀架。

39、織機(jī)主軸每一轉(zhuǎn)刀架升降一次，形成一次梭口，復(fù)動(dòng)式則配置兩組豎鉤和兩個(gè)刀架，織機(jī)主軸每一轉(zhuǎn)，兩個(gè)刀架交替各自升降一次，形成兩次梭口。單花筒提花機(jī)中，每形成一次梭口花筒要回轉(zhuǎn)一次，雙花筒提花機(jī)則有兩種情況：一種是兩只花筒各管一種花紋，適宜于織制兩種花紋交替配置毛毯和毛毯類織物，以節(jié)約紋板；另一種是每形成一次梭口兩只花筒輪流作用，使每只花筒的動(dòng)作減少一半，花筒的回轉(zhuǎn)速度可以緩慢，以適應(yīng)提高車速的要求。</p><p>

40、　　提花機(jī)的規(guī)格一般用針數(shù)(號(hào)數(shù)、口數(shù)或孔數(shù))來表示，即其所能容納的橫針數(shù)。400—600針提花機(jī)較多用于針織行業(yè)的經(jīng)編機(jī)。900—2688 針提花機(jī)多用于棉織行業(yè)，織制各種提花棉織物，1400—15000 針提花機(jī)多用于絲織行業(yè)及裝飾布行業(yè)，織制各種提花被面類的絲織物及裝飾布織物。</p><p><b>　　6.電子開口機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　電子開口機(jī)

41、構(gòu)是一種新技術(shù)，每片綜框的運(yùn)動(dòng)由單獨(dú)伺服電動(dòng)機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)，可通過多功能操作盤自由設(shè)定每片綜框的運(yùn)動(dòng)方式、上下不同的靜止角和閉合時(shí)間。適用于一些特殊織物的織造。[4][5]</p><p>　　1.1.3 多臂機(jī)的發(fā)展史及發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　第一臺(tái)多臂機(jī)（復(fù)動(dòng)式半開口梭口）是由Hattersly(哈特斯萊)在1867年研制成功并流行于世的，一般稱之為Keighley(凱萊)多臂機(jī)。

42、[1]此后的近百年時(shí)間內(nèi)，雖然不斷進(jìn)行改進(jìn)，但沒有突破性的技術(shù)進(jìn)展，直至上世紀(jì)50年代這種情況才開始改變。</p><p>　　雖然凱萊多臂機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)各種織機(jī)，造價(jià)也低，但是它不能適應(yīng)高速。所以在50至60年代的主要產(chǎn)品是Staubli的100型、200型和300型系列，這幾種產(chǎn)品推出后很快占據(jù)了世界市場，并經(jīng)20年之久的暢銷，而這些產(chǎn)品盛行的根本原因就是適應(yīng)了織造工業(yè)發(fā)展的潮流，它的主要發(fā)展方向就是高速化

43、，其條件就是無梭織機(jī)的興起。</p><p>　　進(jìn)入70年代，無梭織機(jī)得到普遍應(yīng)用，要求多臂機(jī)進(jìn)一步提高車速，擴(kuò)大品種適應(yīng)性，為此Staubli公司陸續(xù)推出了三個(gè)系列產(chǎn)品，即1200、550和1400系列，它們的結(jié)構(gòu)和作用原理各有不同，但代表了今天全部多臂機(jī)的三大類型。其中1200系列以200型為基型，而它的改進(jìn)型2200是以H氏機(jī)為基本原理的最現(xiàn)代化的多臂機(jī)，結(jié)構(gòu)更加合理、堅(jiān)固，花紋裝置更加完善，采用新型材料

44、和方法改進(jìn)傳動(dòng)系統(tǒng)是其主要特點(diǎn)。</p><p>　　550系列機(jī)完全突破了H氏機(jī)的運(yùn)動(dòng)原理，其動(dòng)作基本上是相反的。其特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)慣量較小，花紋裝置簡化，整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試方便，潤滑條件改善。</p><p>　　新一代產(chǎn)品1400系列旋轉(zhuǎn)式多臂機(jī)是多年來各國都在全力開發(fā)的新產(chǎn)品，其原理與H氏機(jī)完全不同。</p><p>　　當(dāng)然，Staubli公司為保其領(lǐng)先地位

45、，80年代陸續(xù)推出了許多新機(jī)型，而且其性能有不同程度的改進(jìn)。其中2660型旋轉(zhuǎn)式多臂機(jī)是80年代末的產(chǎn)品，是該公司的主要新機(jī)型，在國際上享有盛名。</p><p>　　雖然目前新型多臂機(jī)型號(hào)繁多，但總的來說可分為積極式和消極式兩大類。而且基本上是采用復(fù)動(dòng)式原理，形成全開梭口，采用無沖擊的綜框運(yùn)動(dòng)，并使得綜框運(yùn)動(dòng)規(guī)律合理化?；鼐C方式上，積極式運(yùn)動(dòng)比較簡單，但機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，精度要求高，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)多為往復(fù)運(yùn)動(dòng)從而影響機(jī)速。

46、消極式利用裝在織機(jī)上部的彈簧回綜，它的結(jié)構(gòu)比較簡單，但是車速增高到一定程度時(shí)，彈簧會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和滯后情況，所以不適應(yīng)重型和梭口較大的超高速織機(jī)。享有盛名的2660型旋轉(zhuǎn)式多臂機(jī)實(shí)際上是偏心連桿傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)最為簡單可靠，所以能用于任何車速和重型、大梭口織機(jī)，性能優(yōu)于上述兩種機(jī)型。</p><p>　　而多臂機(jī)的發(fā)展方向可以按照以下趨勢發(fā)展：1、高速化是多臂機(jī)一直追求的發(fā)展目標(biāo)。2、電子化技術(shù)的融洽引進(jìn)對多臂機(jī)在運(yùn)行和

47、控制各方面起到直接重要作用，改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高產(chǎn)品質(zhì)量都有不可或缺的作用。3、擴(kuò)大單一機(jī)構(gòu)產(chǎn)品適應(yīng)性，把單一產(chǎn)品推向外能化，降低因產(chǎn)業(yè)織物和特種織物不斷更新而頻繁換用各種產(chǎn)品的復(fù)雜性，使單一產(chǎn)品朝向多功能化方向發(fā)展。</p><p>　　1.1.3課題研究的意義</p><p>　　我國的紡織業(yè)具有悠久的歷史，而且自古以來便居世界領(lǐng)先水平。早在原始社會(huì)時(shí)期，古人為了適應(yīng)氣候的變化，已懂

48、得就地取材，利用自然資源作為紡織和印染的原料，以及制造簡單的紡織工具。直至今日，我們?nèi)粘５囊轮?、某些生活用品和藝術(shù)品都是紡織和印染技術(shù)的產(chǎn)物。</p><p>　　但是，作為一個(gè)紡織機(jī)械大國，我們與國際上的紡織機(jī)械相比，在機(jī)電一體化方面的一動(dòng)化、連續(xù)化、高速化、智能化水平還有很大差距，在新材料、新工藝、新的制造技術(shù)方面落后很多，這一點(diǎn)從我國紡機(jī)品每年進(jìn)口高達(dá)數(shù)十億美元就可以看出，我國紡織機(jī)械企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力不足

49、，主要產(chǎn)品技術(shù)依賴國外，缺少具有自主知以產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，產(chǎn)品更新周期長，不能適應(yīng)市場需求。</p><p>　　其中多臂機(jī)作為紡織機(jī)械的龍頭，對提高紡織產(chǎn)品生產(chǎn)效率和提升紡織產(chǎn)品質(zhì)量上都起到了至關(guān)重要的作用。而旋轉(zhuǎn)式多臂機(jī)的提綜機(jī)構(gòu)作為將輸入的勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成多臂機(jī)主軸的變速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的裝置。在旋轉(zhuǎn)式多臂機(jī)中起著極其重要的作用。</p><p>　　因此，圍繞旋轉(zhuǎn)式多臂機(jī)中提綜機(jī)構(gòu)展開對旋轉(zhuǎn)變

50、速機(jī)構(gòu)的研究有著重要意義。</p><p><b>　　1.2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　針對HQ3620型電子多臂機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，對其旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究和改進(jìn)，本論文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1、探討多臂機(jī)的發(fā)展過程，對當(dāng)前國內(nèi)外多臂機(jī)研究狀況進(jìn)行相關(guān)技術(shù)比較，總結(jié)當(dāng)前多臂機(jī)的發(fā)展趨勢和相關(guān)的技術(shù)更

51、新。對HQ3620多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)進(jìn)行原理分析，并對相關(guān)構(gòu)件進(jìn)行二維。三維建模分析。</p><p>　　2、對機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化和簡化，并對其中一部分機(jī)構(gòu)作運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和仿真研究。</p><p>　　3、根據(jù)HQ3620型電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行再設(shè)計(jì)。</p><p>　　分析HQ3620電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)原理</p><p&

52、gt;　　2.1 HQ3620電子多臂機(jī)簡介以及旋轉(zhuǎn)變速原理分析</p><p>　　HQ3620電子多臂機(jī)是基于旋轉(zhuǎn)原理基礎(chǔ)上，借鑒了Staubli 2660型多臂機(jī)，常配置在新型的劍桿、噴氣和片梭織機(jī)上, 它屬于積極式, 即綜框的升降均由機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。積極式多臂開口機(jī)構(gòu)一般由三大部分組成, 它們分別是傳動(dòng)部分、提綜選擇裝置和提綜執(zhí)行裝置。傳動(dòng)部分的作用是將織機(jī)主軸的動(dòng)力傳遞給提綜執(zhí)行件; 提綜選擇裝置按給定的紋板

53、圖控制著提綜順序;提綜執(zhí)行裝置接受前者的操縱實(shí)現(xiàn)對綜框的傳動(dòng), 完成開口運(yùn)動(dòng), 形成所需的梭口。</p><p>　　HQ3620電子多臂機(jī)的提綜選擇裝置是由電子控制的, 翻改品種十分簡便, 其提綜執(zhí)行裝置中的傳動(dòng)件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng), 能適應(yīng)更高的車速。</p><p>　　HQ3620型電子多臂機(jī)提綜件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為其高速提供了可能。其主軸的旋轉(zhuǎn)變速裝置結(jié)構(gòu)緊湊，易得到理想的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。HQ362

54、0展示了積極式多臂機(jī)的最高水平和今后發(fā)展的方向，為多臂機(jī)的高性能提供了保證。因此對它的原理進(jìn)行剖析有著重要的意義。</p><p>　　圖2-1 HQ3620旋轉(zhuǎn)變速裝置</p><p>　　圖中：1-主軸；2-齒形帶輪；3-輸入軸；4-齒形帶輪；5-小圓錐齒輪；6-大圓錐齒輪；7-多臂機(jī)主軸；8-旋轉(zhuǎn)架；9-轉(zhuǎn)子臂；10-共軛凸輪；11-轉(zhuǎn)子臂內(nèi)的缺口；12-旋轉(zhuǎn)滑塊；13-傳動(dòng)塊<

55、;/p><p>　　HQ3620電子多臂機(jī)借助于旋轉(zhuǎn)變速裝置，將織機(jī)主軸的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成多臂機(jī)主軸的非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且多臂機(jī)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)對應(yīng)于織機(jī)主軸兩轉(zhuǎn)，即復(fù)動(dòng)式。多臂機(jī)主軸的非勻速運(yùn)動(dòng)一方面滿足了開口運(yùn)動(dòng)的工藝要求，即要求綜框在綜平時(shí)速度達(dá)到最大，而在綜框運(yùn)動(dòng)開始和末了時(shí)的速度緩慢，整個(gè)工作過程中速度和加速度均無突變；另一方面也可以使提綜選擇部分的部件在多臂機(jī)主軸接近靜止的狀態(tài)下結(jié)合與分離，啟動(dòng)和停止提綜件的運(yùn)動(dòng)，避免

56、沖擊振動(dòng)。該旋轉(zhuǎn)變速裝置如圖2-1所示。通過織機(jī)主軸1上的齒形帶輪2以1：1的速比傳動(dòng)多臂機(jī)輸入軸3上的齒形帶輪4，再由輸入軸3上的小圓錐齒輪5( 23齒)傳動(dòng)活套在多臂機(jī)主軸7 上的大圓錐齒輪6(46齒) 轉(zhuǎn)動(dòng)，與大圓錐齒輪固裝在一起的的旋轉(zhuǎn)架8上裝有轉(zhuǎn)子臂9的軸芯，轉(zhuǎn)子臂還通過轉(zhuǎn)子受固裝在機(jī)架上的共軛凸輪10的作用，從而使轉(zhuǎn)子臂9在隨旋轉(zhuǎn)架8轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，還受共軛凸輪作用產(chǎn)生相對于旋轉(zhuǎn)架8的轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)子臂9的缺口11內(nèi)嵌有旋轉(zhuǎn)滑塊12

57、，它裝在傳動(dòng)塊13上，通過旋轉(zhuǎn)滑塊12使傳動(dòng)塊13跟隨轉(zhuǎn)子臂9運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)塊13固定在多臂機(jī)主軸7上，從而使多臂機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)架8保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若共軛</p><p>　　2.2 旋轉(zhuǎn)變速方案</p><p>　　電子多臂機(jī)原動(dòng)力一般通過電機(jī)輸入到一對格里森齒輪，再傳輸?shù)酱髨A盤上，帶動(dòng)大圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)。HQ3620型多臂機(jī)即是如此帶動(dòng)與大圓盤相連的凸輪搖臂作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。</p>

58、;<p>　　圖2-2 提綜機(jī)構(gòu)工作原理圖</p><p>　　其中：1-大圓盤；2、6-擺臂滾子；3、4-擺臂；5-滑槽；7-綜框；8-支撐桿；9-綜框連桿；10-轉(zhuǎn)臂；11-轉(zhuǎn)臂連桿；12-提綜臂連桿；13-提綜臂；14-環(huán)形連桿；15-偏心盤；16、18-提綜共軛凸輪；17-滑塊</p><p>　　如圖2-2即為HQ3620型電子多臂機(jī)提綜機(jī)構(gòu)的工作原理圖，其中主軸的

59、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就是由大圓盤1上的擺臂3、4中的滑槽5和滑塊17來完成的，具體針對HQ3620型電子多臂機(jī)其傳動(dòng)過程如下：</p><p>　　基于多臂機(jī)的開口運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上為偏心盤傳動(dòng)提綜臂帶動(dòng)綜框的進(jìn)行簡諧運(yùn)動(dòng)，沒有停頓時(shí)間，所以要用合適的方法來改進(jìn)。而老式型號(hào)的多臂機(jī)采用的是周轉(zhuǎn)輪系方式，不易達(dá)到旋轉(zhuǎn)多臂機(jī)利用主軸變速來實(shí)現(xiàn)停頓的要求。</p><p>　　所以HQ3620型電子多臂機(jī)采用的是共

60、軛凸輪系統(tǒng)，對運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)現(xiàn)有較大的自由度。</p><p>　　圖2-3 HQ3620型多臂機(jī)主軸停頓示意圖</p><p>　　當(dāng)HQ3620型電子多臂機(jī)與織機(jī)相連時(shí)，在織機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，由于滑塊嵌入在滑塊架的凹槽中，安裝在大圓盤上的滾子擺臂在大圓盤運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)滑塊和主軸同步運(yùn)動(dòng)，但顯然，若滾子擺臂的凹槽方向始終對著主軸中心，則主軸的轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速一樣。倘若要使主軸變速，則滾子擺臂的凹槽方向必

61、定改變，而完成這一要求的做法，就由共軛凸輪來實(shí)現(xiàn)。滾子擺臂上的倆滾子與共軛凸輪緊密貼合，隨著大圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，滾子擺臂的凹槽方向會(huì)沿凸輪廓線進(jìn)行一定規(guī)律的改變，從而實(shí)現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)變速運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　2.3 三維建模以及二維工程圖的繪制</p><p>　　Pro/E是美國從參數(shù)技術(shù)公司（PTC）推出的一套三維CAD/CAM參數(shù)化軟件系統(tǒng)。技術(shù)領(lǐng)先，在機(jī)械、電子、航空、航天、郵電、紡

62、織等各行各業(yè)都有應(yīng)用。它涵蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)從概念、工業(yè)設(shè)計(jì)造型、三維模型設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、動(dòng)態(tài)模擬與仿真，到工程圖的輸出、生產(chǎn)加工成品的全過程。它能夠讓多個(gè)部門同時(shí)致力于單一產(chǎn)品模型，包括對大型項(xiàng)目的裝配管理、功能仿真、制造和數(shù)據(jù)管理等。[1]</p><p>　　基于Pro/E強(qiáng)大的造型設(shè)計(jì)功能，本論文運(yùn)用其對HQ3620型電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速構(gòu)件的建模和裝配以及運(yùn)動(dòng)仿真。</p><p>　　

63、圖2-4 HQ3620電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)三維裝配</p><p>　　圖2-5大圓盤實(shí)物以及三維建模</p><p>　　圖2-6提綜共軛凸輪實(shí)物以及三維建模</p><p>　　圖2-7擺動(dòng)滑座實(shí)物及三維建模</p><p>　　圖2-8 凸輪擺臂實(shí)物及凸輪擺臂結(jié)合件三維建模</p><p>　　而由于Pro/E

64、在出二維工程圖時(shí)，尺寸標(biāo)注方面略有不足。所以本文中相關(guān)二維工程圖的繪制均由北京清華京渝天河公司開發(fā)的PCCAD2008版二維繪圖軟件繪制。其采用先進(jìn)的開發(fā)技術(shù)，以中文環(huán)境的Window2000/Windows XP、AutoCAD2008為開發(fā)平臺(tái)，保留了AutoCAD功能，無需轉(zhuǎn)化，是國內(nèi)唯一真正基于AutoCAD2008平臺(tái)的智能化、特征化、參數(shù)化、專業(yè)化、用戶化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化軟件。</p><p>　　圖

65、2-9 HQ3620電子多臂機(jī)提綜機(jī)構(gòu)及選擇變速二維裝配</p><p>　　圖中：1-頂蓋；2-端蓋；3-擺臂；4-滑塊；5-大圓盤；6-滑動(dòng)軸承；7-前墻板；8-軸套；9-后墻板；10-花鍵軸；11-選綜共軛凸輪；12-提綜共軛凸輪；13-離合爪；14-驅(qū)動(dòng)盤；15-偏心盤</p><p><b>　　2.4 本章小結(jié)</b></p><p&g

66、t;　　通過對HQ3620旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)進(jìn)行原理分析，了解了HQ3620旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方案，并對旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)的各個(gè)零件進(jìn)行了測繪，以及三維建模，下文中就將用進(jìn)行運(yùn)到這些三維模型動(dòng)仿真。</p><p>　　HQ3620電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析</p><p><b>　　3.1引言</b></p><p>　　為了更好地對HQ3620

67、型電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)的工作原理和工作機(jī)構(gòu)有更深入的了解，有必要對其進(jìn)行較為詳細(xì)、深入的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。本文根據(jù)已完成的三維模型，利用Pro/E進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。</p><p>　　3.2運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)構(gòu)簡化</p><p>　　圖3-1旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)工作原理簡圖</p><p>　　圖中：1-大圓盤；2、6-擺臂滾子；3、4擺臂；5-滑槽；7-提綜臂連桿；9-提綜臂；10-盤

68、形連桿；11-偏心盤；12、14-共軛凸輪；13-滑塊</p><p>　　3.3 HQ3620電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真</p><p>　　根據(jù)已完成的裝配，為觀察機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)變化，進(jìn)入Pro/E機(jī)構(gòu)模塊，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，定義電機(jī)轉(zhuǎn)速n=36°/s，觀察幀數(shù)1000，模擬時(shí)間10s，開始仿真，結(jié)束完成以后進(jìn)入測量命令，選定花鍵軸中心位置，分別定義各個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)進(jìn)行測量。

69、如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2仿真前后參數(shù)處理對話框圖 圖3-3花鍵軸速度變化圖</p><p>　　圖3-4花鍵軸加速度變化圖</p><p>　　其中，圖3-2為仿真前后參數(shù)處理對話框圖，圖3-3為花鍵軸速度變化圖，圖3-4為花鍵軸加速度變化圖。</p><p>　　并且由加速度變化上呈現(xiàn)突變，過大等情況

70、可知，此凸輪數(shù)據(jù)時(shí)由測繪得來，凸輪的曲率不夠平滑（見圖3-5），凸輪表面多處存在曲率突變，但這些又會(huì)導(dǎo)致凸輪工作時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重沖擊和振動(dòng)，影響整機(jī)使用壽命和噪音。所以接下來的工作是對關(guān)鍵性構(gòu)件作改良設(shè)計(jì)。從構(gòu)件的設(shè)計(jì)選擇上，提綜共軛凸輪和擺臂是導(dǎo)致機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)完善最主要的因素，勢必要對其做一定的改良設(shè)計(jì)。本文中不對凸輪反求做解析，只是對凸輪的曲率進(jìn)行簡單的光順處理。</p><p>　　圖3-5 測繪凸輪曲率變化<

71、/p><p>　　將凸輪進(jìn)行優(yōu)化，即對共軛凸輪外輪廓線進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要方法有解析法和反求法。而關(guān)于凸輪的外輪廓線方程推導(dǎo)在大量文獻(xiàn)中都有詳細(xì)的解說，當(dāng)前主要的求解方法中一般有基于旋轉(zhuǎn)變換對凸輪外輪廓坐標(biāo)值求解，基于復(fù)極矢量法對共軛凸輪輪廓曲率半徑的求解，還有些是采用瞬心法設(shè)計(jì)共軛凸輪輪廓線。針對不同的求解方法，得出凸輪的外廓線的計(jì)算結(jié)果表達(dá)形式不一樣，實(shí)質(zhì)其實(shí)一樣。</p><p>　　圖3-6

72、 優(yōu)化后的凸輪曲率變化</p><p><b>　　3.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　提綜共軛凸輪是HQ3620旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)的核心部件，但測繪得到的凸輪數(shù)據(jù)誤差較大，所繪制的三維模型表面曲率存在突變，需要進(jìn)行擬合，并作出仿真，以分析其旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p>　　HQ3620電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新</

73、p><p>　　4.1設(shè)計(jì)創(chuàng)新方案的初步確定</p><p>　　在機(jī)械傳動(dòng)控制設(shè)計(jì)中，要使從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)具備瞬時(shí)靜止，需采用凸輪機(jī)構(gòu)方可實(shí)現(xiàn)，但凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)制造較為困難，成本也高。因此，利用現(xiàn)有知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新，通過齒輪連桿組合來實(shí)現(xiàn)，采取行星齒輪來實(shí)現(xiàn)將勻速旋轉(zhuǎn)輸入運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆渌矔r(shí)靜止的變速旋轉(zhuǎn)輸出運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　本方案的有益效果為：將勻速旋轉(zhuǎn)輸入運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為同

74、軸變速旋轉(zhuǎn)輸出運(yùn)動(dòng)，并可以實(shí)現(xiàn)停-動(dòng)-停-動(dòng)的間歇特性輸出。具有結(jié)構(gòu)緊湊，穩(wěn)定性高，易于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。而且由于組成零件較少，又多是標(biāo)準(zhǔn)件，使得整個(gè)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)易于維護(hù)，大大降低了成本。</p><p>　　新的行星齒輪方案如圖4-1所示</p><p>　　圖4-1齒輪旋轉(zhuǎn)變速</p><p>　　圖中：1-大圓盤；2-大齒輪；3-滑塊；4-小齒輪；5-擺動(dòng)滑座&

75、lt;/p><p>　　其中包括運(yùn)動(dòng)輸入圓盤1，齒輪機(jī)構(gòu)，滑塊3，齒輪滑座5；運(yùn)動(dòng)輸入圓盤1與齒輪機(jī)構(gòu)相鉸接，齒輪機(jī)構(gòu)與滑塊3活動(dòng)鏈接，滑塊3與齒輪滑座5相鉸接。所述的齒輪機(jī)構(gòu)包括一個(gè)大齒輪2和小齒輪4；其中大齒輪2與機(jī)架固連，小齒輪4上的滑塊3與齒輪滑座5活動(dòng)連接。所述的小齒輪2與運(yùn)動(dòng)輸入圓盤1相鉸接。所述的齒輪滑座5上的滑槽內(nèi)活動(dòng)設(shè)置有滑塊3。所述的運(yùn)動(dòng)輸入圓盤1的圓心與大齒輪2的圓心相重合。</p>

76、<p>　　運(yùn)動(dòng)輸入圓盤1沿圓心軸線做勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使小齒輪4沿大齒輪2的表面軌跡做勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，協(xié)同作用推動(dòng)滑塊3的移動(dòng)，從而可使齒輪滑座5的輸出為一定規(guī)律的變速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　在傳動(dòng)的過程中，大齒輪2固定于機(jī)架之上，運(yùn)動(dòng)輸入圓盤1繞O1點(diǎn)作勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，小齒輪4的鉸接點(diǎn)O2安裝在運(yùn)動(dòng)輸入圓盤1上，隨著運(yùn)動(dòng)輸入圓盤1的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行回轉(zhuǎn)，小齒輪4上有一滑槽，滑塊3可在滑槽上進(jìn)行滑動(dòng)，通過

77、滑塊3的運(yùn)動(dòng)將運(yùn)動(dòng)規(guī)律傳遞給齒輪滑座5，從而實(shí)現(xiàn)齒輪滑座5的變速旋轉(zhuǎn)輸出。</p><p>　　齒輪旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)是一種齒輪機(jī)構(gòu)和滑塊滑座機(jī)構(gòu)的組合，齒輪的采用極大的減小了驅(qū)動(dòng)力，提高了傳動(dòng)效率。由于本實(shí)施例中，小齒輪4采用對稱質(zhì)量布置，能很大程度上減小旋轉(zhuǎn)過程中整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的慣性力。</p><p>　　4.2 新方案的運(yùn)動(dòng)仿真</p><p>　　根據(jù)新的方案

78、，進(jìn)行三維建模，作出運(yùn)動(dòng)仿真，如圖4-2</p><p>　　圖4-2 齒輪旋轉(zhuǎn)變速軸測圖</p><p>　　圖4-3花鍵軸速度變化圖 圖4-4花鍵軸加速度變化圖</p><p>　　其中，圖4-3為新方案中花鍵軸速度變化圖，圖4-4為花鍵軸加速度變化圖。</p><p>　　由圖可知，兩方案速度變化規(guī)律相似。<

79、;/p><p>　　4.3 對新方案進(jìn)行理論計(jì)算</p><p><b>　　齒輪滑座運(yùn)動(dòng)方程：</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　（4-2）</b></p><p>　　由此設(shè)凸輪運(yùn)動(dòng)方程為：</p&

80、gt;<p><b>　　（4-3）</b></p><p>　　相對運(yùn)動(dòng)：（4-4）</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　借用積分公式：（4-6）</p><p><b>　　得： （4-7）</b></p

81、><p><b>　　（4-8）</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　即： （4-11）</p><p>　　由此，得出結(jié)論，新方案的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可行。&l

82、t;/p><p>　　4.4 對齒輪旋轉(zhuǎn)變速方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　考慮到節(jié)約成本等因素，盡量使用原件，所以需要再設(shè)計(jì)的零件為大齒輪和小齒輪以及擺動(dòng)滑座。</p><p>　　大圓盤上安裝小齒輪的兩孔距離為理想值232mm，所以，一對齒輪副的中心距為116mm。</p><p>　　由于齒輪轉(zhuǎn)速比為1:2，所以齒輪的半徑比也為1:2

83、.</p><p>　　暫取齒輪的模數(shù)，求得大齒輪齒數(shù)為38.67，小齒輪齒數(shù)為19.33。</p><p>　　所以試取大齒輪齒數(shù)為38，小齒輪齒數(shù)為19。一對齒輪副的中心距為114mm，比需要的尺寸小2mm。需要對齒輪進(jìn)行變位。</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)雖具有設(shè)計(jì)簡單、互換性好等一系列優(yōu)點(diǎn)。但也有一些不足之處。例如，要求齒輪齒數(shù)，否則將產(chǎn)生根切現(xiàn)象；標(biāo)準(zhǔn)

84、齒輪不適用于中心距的場合。因?yàn)楫?dāng)時(shí)，無法安裝；而當(dāng)時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生過大的齒側(cè)間隙，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性，且重合度也隨之降低；另外在一對相互嚙合的標(biāo)準(zhǔn)齒輪中，由于小齒輪齒廓漸開線的曲率半徑較小，齒根厚度也比較薄，參與嚙合次數(shù)又較多，強(qiáng)度較低，影響到整個(gè)齒輪傳動(dòng)的承載能力。</p><p>　　為了改善標(biāo)準(zhǔn)齒輪的上述不足之處，就必須突破標(biāo)準(zhǔn)齒輪的限制，對齒輪進(jìn)行必要的修正?，F(xiàn)在最為廣泛采用的是變位修正法。</p>

85、<p><b>　　中心距 其中</b></p><p>　　所以，此類齒輪傳動(dòng)稱為不等變位齒輪傳動(dòng)。亦是正傳動(dòng)。</p><p>　　正傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是可以減小齒輪機(jī)構(gòu)的尺寸，能使齒輪機(jī)構(gòu)的承載能力有較大提高。</p><p><b>　　所以取</b></p><p>　　由以上數(shù)據(jù)可

86、得嚙合角 （4-12）</p><p>　　確定中心距變動(dòng)系數(shù) （4-13）</p><p>　　確定齒頂高降低系數(shù) （4-14）</p><p>　　圖4-5 大齒輪軸測圖</p><p>　　圖4-6 小齒輪軸測圖</p><p>　　擺動(dòng)滑座為小齒輪上的銅滑塊提供滑

87、槽，所以擺動(dòng)滑座的尺寸與小齒輪上的銅滑塊運(yùn)動(dòng)軌跡有關(guān)</p><p>　　圖4-7 擺動(dòng)滑座俯視圖</p><p>　　圖4-8 齒輪旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)結(jié)合圖</p><p>　　如圖4-8，銅滑塊在擺動(dòng)滑座內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其中小齒輪齒數(shù)z=19，模數(shù)m=4</p><p>　　變位系數(shù)x1=0.25，大齒輪齒數(shù)z=38，模數(shù)m=4，變位系數(shù)x2=

88、0.25，滑塊中心在小齒輪分度圓上，滑塊的尺寸為。</p><p>　　所以，兩滑塊最近距離為</p><p><b>　　兩滑塊最遠(yuǎn)距離為</b></p><p>　　綜上，擺動(dòng)滑座的滑槽設(shè)計(jì)尺寸為槽寬30mm，兩槽之間的距離為85mm，擺動(dòng)滑座的最大尺寸應(yīng)在310mm～350mm之間，考慮減小尺寸以及避免與箱體干涉等原因，暫取擺動(dòng)滑座最大尺

89、寸為330mm。</p><p>　　擺動(dòng)滑座中心與花鍵軸連接部位，采取原件的尺寸，以達(dá)到與花鍵軸配合的目的。</p><p>　　圖4-9 原擺動(dòng)滑座軸測圖</p><p>　　圖4-10齒輪旋轉(zhuǎn)方案安裝在箱體上</p><p>　　將新方案的三維模型安裝到箱體上，替換原方案，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，運(yùn)用Pro/E進(jìn)行碰撞試驗(yàn)，驗(yàn)證得到此方案可行。&

90、lt;/p><p><b>　　4.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要確定了旋轉(zhuǎn)變速的創(chuàng)新方案，并將新方案用Pro/E實(shí)現(xiàn)，也和原來的進(jìn)行了對比，而且在少改動(dòng)原件的基礎(chǔ)上，確定了新方案中零件的尺寸。</p><p>　　HQ3620電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 凸輪旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)部

91、分零件</p><p>　　首先是提綜共軛凸輪，模型見圖3-5，提綜共軛凸輪作為整個(gè)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)的核心件，對精度以及硬度有比較高的要求。</p><p>　　提綜共軛凸輪采取表面滲碳淬火S 0.8～1.2、HRC 58～62，周邊去棱倒銳。并且在此凸輪上螺栓孔和定位銷孔有較高的精度要求，采用理想尺寸以及的位置度要求。該凸輪選用20CrNi作材料。因?yàn)?0CrNi具有良好的加工性，加工變形微

92、小，抗疲勞性能相當(dāng)好。是用于制造高負(fù)荷下工作的大型重要滲碳零件，也可用作具有高沖擊韌性的調(diào)質(zhì)零件。</p><p>　　其次，大圓盤和擺動(dòng)滑座、凸輪擺臂由于形狀復(fù)雜，而大圓盤體積又較大，所以采用鑄造的形式制造，然后進(jìn)行精加工。當(dāng)然，鑄造件要求噴丸處理，無砂眼、氣孔等缺陷。除大圓盤采用45號(hào)鋼之外，其余兩件擺動(dòng)滑座和凸輪擺臂均采用QT500-7球墨鑄鐵。</p><p>　　5.2齒輪旋轉(zhuǎn)變

93、速機(jī)構(gòu)部分零件</p><p>　　圖5-1行星齒輪以及擺動(dòng)滑座有限元分析圖</p><p>　　在Pro/E中完成了結(jié)構(gòu)模型分析后，進(jìn)入mechanic分析/研究命令，進(jìn)入靜態(tài)分析和模態(tài)分析狀態(tài)下，做外載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變分析。</p><p>　　由圖5-1行星齒輪及擺動(dòng)滑座的有限元分析圖可知，這兩件零件易損于行星齒輪與銅滑塊連接的突起上，擺動(dòng)滑座易損于擺臂上。

94、也為減小應(yīng)力，同在此兩處倒圓角，平滑過渡。</p><p>　　暫選行星齒輪和大齒輪材料為齒輪常用的材料40Cr，表面高頻淬火HRC50～55，擺動(dòng)滑座材料便參照凸輪旋轉(zhuǎn)變速中的QT500-7球墨鑄鐵，采取鑄造形式，鑄件表面進(jìn)行噴丸處理。</p><p>　　查得40Cr的抗拉強(qiáng)度為980MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于構(gòu)件的許用強(qiáng)度和剛度。顯然對于機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度要求都有很大的余度，滿足機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要求。

95、</p><p><b>　　5.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要根據(jù)原有的旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)中的零件以及三維模型的有限元分析結(jié)果確定了新方案中個(gè)零件的材料和技術(shù)要求。</p><p><b>　　總結(jié)及展望</b></p><p><b>　　6.1總結(jié)</b>&

96、lt;/p><p>　　本文以HQ3620型電子多臂機(jī)為研究對象，對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，對其旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究和改進(jìn)，本論文的主要研究成果包括以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1、探討了多臂機(jī)的發(fā)展過程，對當(dāng)前國內(nèi)外多臂機(jī)研究狀況進(jìn)行相關(guān)技術(shù)比較，總結(jié)了當(dāng)前多臂機(jī)的發(fā)展趨勢和相關(guān)的技術(shù)更新。</p><p>　　2、對HQ3620多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)進(jìn)行了深入分析并對相關(guān)

97、構(gòu)件進(jìn)行了二維、三維建模分析，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化和簡化，并對其中一部分機(jī)構(gòu)作運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和仿真研究。</p><p>　　3、根據(jù)HQ3620型電子多臂機(jī)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新。并將本文中的創(chuàng)新方案申請了專利。</p><p>　　4、確定了旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)的主要零件材料以及技術(shù)要求。</p><p><b>　　6.2展望</b><

98、;/p><p>　　由于時(shí)間以及專業(yè)水平的限制，本設(shè)計(jì)還有很多有待于研究完善之處，本人認(rèn)為：</p><p>　　原旋轉(zhuǎn)變速方案中的提綜共軛凸輪是核心部件，對其研究有重大意義，本文只是將凸輪曲率進(jìn)行簡單的優(yōu)化，并未考慮實(shí)際的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，難以應(yīng)用于工程實(shí)際。</p><p>　　另外，隨著紡織機(jī)械車速的提升，如何有效地減震降噪等一系列問題也已成為重中之重了。</p&g

99、t;<p>　　而且新方案將勻速旋轉(zhuǎn)輸入運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為同軸變速旋轉(zhuǎn)輸出運(yùn)動(dòng)，并可以實(shí)現(xiàn)停-動(dòng)-停-動(dòng)的間歇特性輸出。具有結(jié)構(gòu)緊湊，穩(wěn)定性高，易于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。而且由于組成零件較少，又多是標(biāo)準(zhǔn)件，使得整個(gè)旋轉(zhuǎn)變速機(jī)構(gòu)易于維護(hù)，大大降低了成本。如果能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，也必將是利大于弊。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]高

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