畢業(yè)設(shè)計(jì)改 2.pdf

Z S T UZhejiangSci-Tech University本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)BachelorS THESIS論文題目：橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)班級(jí)：09機(jī)械四班姓名學(xué)號(hào)：?jiǎn)渭吾?B09300406指導(dǎo)教師：趙雄遞交日期：2013年5月19號(hào)浙 江 理 工 大 學(xué)機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院畢業(yè)論文誠(chéng)信聲明我謹(jǐn)在此保證：本人所寫(xiě)的畢業(yè)論文，凡引用他人的研究成果均已在參考文獻(xiàn)或注釋中列出。論文主體均由本人獨(dú)立完成，沒(méi)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。 聲明人（簽名）：年 月 日摘要目前在織機(jī)中有三種類(lèi)型：分別是劍桿織機(jī)、噴水織機(jī)和噴氣織機(jī)，劍桿織機(jī)因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低而應(yīng)用廣泛。我國(guó)是一個(gè)紡織大國(guó)，但由于我國(guó)在現(xiàn)代劍桿織機(jī)研究不足，當(dāng)今劍桿織機(jī)機(jī)構(gòu)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)不在我國(guó)，就不可能將企業(yè)做大、做出品牌。要改變中高級(jí)劍桿織機(jī)生產(chǎn)設(shè)備主要依靠進(jìn)口的局面，必須走自主創(chuàng)新的道路，需要從劍桿織機(jī)核心機(jī)構(gòu)開(kāi)始做基礎(chǔ)性研究工作。劍桿織機(jī)的打緯機(jī)構(gòu)主要有三種：共軛凸輪機(jī)構(gòu)、四連桿機(jī)構(gòu)和六連桿機(jī)構(gòu)。本文綜述了目前國(guó)內(nèi)外織機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀和打緯機(jī)構(gòu)的研究情況，提出了一種新的打緯機(jī)構(gòu)：橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)。為分析該機(jī)構(gòu)的打緯性能，建立了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型，列出位移、速度和加速度方程。采用VisualBasic6.0軟件編寫(xiě)了輔助分析軟件，得到打緯機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性曲線(xiàn)。了解和分析機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響，通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的確定，來(lái)優(yōu)化打緯機(jī)構(gòu)的各參數(shù)，本文采用基于VB60編寫(xiě)的可視化軟件進(jìn)行人機(jī)交互對(duì)話(huà)優(yōu)化方法，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)的結(jié)構(gòu)限制，取得了一組最佳參數(shù)。關(guān)鍵字：打緯機(jī)構(gòu)；橢圓齒輪；曲柄搖桿；運(yùn)動(dòng)學(xué)分析；參數(shù)分析AbstractAt present，there are three types looms，namely the rapier，water and air-jetlooms，rapier has broad application because of its simple structure and low costChinaisabigtextilecountry，butbecauselackingresearchinmodemrapier，rapierintodays intellectual property is not in our country，which restricted the domesticenterprisesbecome strongandmake famousbrand，tochange thesituationthathighproduct equipment of rapier mainly depends on imports，must take the road ofindependentinnovationandshouldstartdobasicresearchfromcorecomponentoftherapierRapierofthebeatingupmechanismhasthreemaintypes：conjugatecam，four-barlinkageandsixbarlinkageThis paper reviewed the current development of looms boom domestic andforeignandalsothesituationofthebeating-upmechanismstudy，presentanewtypebeating-up mechanism：elliptical gearcrank-rocker beatingup mechanism，andthenestablishthekinematicsmathematicalmodelofbeatingupmechanism，andtheequation of displacement ,velocity and acceleration will be list，for analysis theperformance of beatingup mechanism，kinematics analysis of the new beating-upmechanismwasmadewithVisualBasic6.0software，outputbeating-upmechanismskinematicscurveUnderstand and analyses the effect of parameters on law of motion, byexterminatingthe target ofmechanism motion,based onthe visualizationsoftware ofVB6.0 for interactive dialogue optimization methods，obtained a set of bestParameterswiththestructurerestrictionswhiledoingactualdesignKeywords：beating-upmechanism；ellipticgear；crank-rocker；kinematicsanalysis；parameteranalysis ；目 錄摘 要Abstract第一章緒論.11.1引言.11.2幾種典型的打緯機(jī)構(gòu).21.2.1 概述.21.2.2 四連桿打緯機(jī)構(gòu).21.2.3 六連桿打緯機(jī)構(gòu).51.2.4 共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu).61.3打緯機(jī)構(gòu)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.7第二章橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)建模.82.1橢圓齒輪一曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介.82.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)目標(biāo).82.3橢圓齒輪一曲柄搖桿的打緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的建立.92.3.1從動(dòng)橢圓齒輪角位移、角速度和角加速度數(shù)學(xué)模型建立.92.3.2搖桿的角位移、角速度和角加速度數(shù)學(xué)模型建立.112.3.3 打緯點(diǎn)的角位移、角速度和角加速度數(shù)學(xué)模型建立.12第三章輔助分析軟件的功能及其使用方法.143.1 打緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)輔助分析初始界面.143.2打緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)輔助分析運(yùn)行界面.153.3 打緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)輔助分析模擬界面.153.4進(jìn)步界面.16第四章機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響.184.1 橢圓偏心率k的影響.184.2 初始安裝角的影響.184.3 曲柄、連桿長(zhǎng)度的影響.194.4 搖桿運(yùn)動(dòng)性能分析.20第五章機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).225.1 箱體的設(shè)計(jì).225.1.1 箱體的結(jié)構(gòu)約束.225.1.2 新機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇.235.1.3 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).235.2 橢圓齒輪的三維模型建立.245.3 曲柄的設(shè)計(jì)和圖紙.255.4 搖桿的設(shè)計(jì)和圖紙.265.5軸的設(shè)計(jì)和圖紙.275.5.1 軸的材料選擇.275.5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).275.5.3提高軸的強(qiáng)度措施.285.5.4 軸的強(qiáng)度校核.295.6 三維裝配圖.29第六章總結(jié).31參考文獻(xiàn).32致 謝.33浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第一章 緒論1.1引言我國(guó)是紡織大國(guó)，紡織品的出口量位居世界第一，同時(shí)也是紡織機(jī)械進(jìn)口大國(guó)，據(jù)我國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2011年1-11月我國(guó)紡織機(jī)械進(jìn)出口總額為53.83億美元，同比增長(zhǎng)59.56。其中進(jìn)口金額為38.1億美元，紡織機(jī)械出口金額為15.73億美元1。在1：3的紡織機(jī)械中，織機(jī)位居第二，為5.29億美元，占18.14，同比增長(zhǎng)17.86，主要是噴氣織機(jī)、劍桿織機(jī)和片梭織機(jī)。2008年上半年我國(guó)紡織機(jī)械及其零附件出口額8.10億美元，同比增長(zhǎng)6.60%，6月出口額為1.28億美元。2010年1-11月我國(guó)紡織機(jī)械進(jìn)出口額為38.10億美元，同比增長(zhǎng)65.69%。我國(guó)有不少織機(jī)生產(chǎn)廠家，但其產(chǎn)品大多是中低檔水平，且沒(méi)有形成世界知名品牌。雖然有一些廠家開(kāi)始生產(chǎn)高檔織機(jī)，如中國(guó)紡織機(jī)械集團(tuán)有限公司和經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司，但其產(chǎn)品在可靠性和耐久性方面卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如進(jìn)口產(chǎn)品，特別是不能長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)(在演示和展銷(xiāo)期間可以高速運(yùn)轉(zhuǎn))，究其原因，除了關(guān)鍵零部件的材質(zhì)和熱處理不過(guò)關(guān)外，對(duì)核心工作部件的工作機(jī)理沒(méi)有進(jìn)行深入的研究，造成運(yùn)動(dòng)構(gòu)件之間受力不良也主要原因之一。因此雖國(guó)內(nèi)機(jī)織在價(jià)格上具有優(yōu)勢(shì)(如國(guó)產(chǎn)劍桿織機(jī)價(jià)格平均在12萬(wàn)元/臺(tái)，而2010年進(jìn)口的劍桿織機(jī)平均價(jià)格為5.45萬(wàn)美元)，但很多企業(yè)還是青睞進(jìn)口產(chǎn)品。出現(xiàn)這種狀況的原因是，國(guó)內(nèi)織機(jī)廠家自主創(chuàng)新能力差。到2004年4月，在我國(guó)申請(qǐng)有關(guān)劍桿織機(jī)機(jī)構(gòu)的相關(guān)專(zhuān)利共35件，其中國(guó)外在華僑申請(qǐng)11件，且這11件已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用和推廣。國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)核心機(jī)構(gòu)(如打緯和引緯機(jī)構(gòu))的研究還停留在測(cè)繪和仿制階段，這不僅帶來(lái)侵權(quán)法律問(wèn)題，不可能將企業(yè)做大、做出品牌，同時(shí)也由于沒(méi)有從理論上進(jìn)行深入研究，對(duì)其中的核心技術(shù)沒(méi)有完全掌握，就仿制不了預(yù)想的性能和可靠性?？梢?jiàn)織機(jī)的研究必須走自主創(chuàng)新的道路，必須從核心執(zhí)行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新開(kāi)始，運(yùn)用計(jì)算機(jī)分析軟件獲得最佳參數(shù)，取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，然后再研究其工作機(jī)理、優(yōu)化性能和提高可靠性，才能創(chuàng)自己的品牌和名牌產(chǎn)品。橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)21.2幾種典型的打緯機(jī)構(gòu)1.2.1 概述打緯機(jī)構(gòu)是織機(jī)的主要機(jī)構(gòu)之一，作用是將織機(jī)主軸的勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為搖軸的非勻速擺動(dòng)，把新引入的緯紗推向織口形成織物，要求鋼扣在后心位置要有停頓時(shí)間或“近似停頓”時(shí)間，以便有充分的時(shí)間完成打緯運(yùn)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)理想的打緯運(yùn)動(dòng)，并使打緯機(jī)構(gòu)符合織造工藝要求，達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)打緯機(jī)構(gòu)的工藝要求如下：（1）有利于打緊緯紗鋼筘將引入梭口的緯紗打向織口，打緯機(jī)構(gòu)的打緯力必須要適應(yīng)所織織物的要求，如：緊密厚重的織物要求打緯力堅(jiān)實(shí)有力；輕薄織物要求打緯柔和。同時(shí)在經(jīng)紗方向要求鋼筘必須具有足夠的剛度，方可打緊緯紗。（2）盡可能減小打緯動(dòng)程打緯動(dòng)程：筘座從后止點(diǎn)擺動(dòng)到前止點(diǎn)，鋼筘上的打緯點(diǎn)在織機(jī)前后方向上的水平位移量。打緯動(dòng)程越大，筘座運(yùn)動(dòng)的加速度也越大，不利于高速織造。（2）筘座的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和筘座運(yùn)動(dòng)的最大加速度在保證打緊緯紗的前提下，應(yīng)盡量減小筘座的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及最大加速度，以減小織機(jī)的振動(dòng)和動(dòng)力消耗。（3）筘座運(yùn)動(dòng)應(yīng)盡可能與開(kāi)口、引緯相配合在滿(mǎn)足打緯條件下，盡可能提供大引緯角，以保證引緯順利進(jìn)行。擴(kuò)大引緯角，織機(jī)主軸一回轉(zhuǎn)中引緯的時(shí)間增長(zhǎng)，有利于增大織機(jī)幅寬，提高車(chē)速，降低梭子飛行速度及減少機(jī)物料消耗。（5）打緯機(jī)構(gòu)應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固，操作安全裝配方便。目前織機(jī)上常用的打緯機(jī)構(gòu)有連桿打緯機(jī)構(gòu)和共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)。連桿緯機(jī)構(gòu)基本是四連桿非分離筘座式和六連桿式；共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)則基本是分離筘座式2。1.2.2 四連桿打緯機(jī)構(gòu)TP500(意大利SMIT公司)型劍桿織機(jī)采用四連桿打緯機(jī)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3造容易，但在曲柄后止點(diǎn)附近時(shí)，筘座無(wú)靜止時(shí)間，如果允許5mm左右的打緯位移，能實(shí)現(xiàn)65左右的“近似停頓”時(shí)間，性能比共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)差，它主要用于非分離式筘座。OA曲柄;AB連桿;OC打緯桿圖1-1 TP500型號(hào)劍桿打緯機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖1-2為K251型有梭絲織機(jī)的四連桿打緯機(jī)構(gòu)。主軸1上的曲柄2，其頸上包有軸承3，經(jīng)鋼片夾4與牽手5相連接。牽手5的另一端活套在筘座腳6的牽手栓7上。兩只筘座腳6則借托腳8固裝在搖軸9上。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)曲柄2、牽手5及牽手栓7使筘座腳6繞搖軸9的中心擺動(dòng)，從而使固裝在筘座腳上的筘座10、鋼筘11隨之前后擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)將緯絲推向織口。1主軸;2曲柄;3軸承;4鋼片夾;5牽手;6筘座腳;7牽手栓;8托腳;9搖軸;10筘座;11鋼筘;12筘帽圖1-2 有梭絲織機(jī)四連桿打緯機(jī)構(gòu)橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)4圖1-3為應(yīng)用于噴水織機(jī)中的四連桿打緯機(jī)構(gòu)，這種打緯機(jī)構(gòu)稱(chēng)為內(nèi)藏式四連桿打緯機(jī)構(gòu)。Zh205型噴水織機(jī)和ZW型噴水織機(jī)都采用了這類(lèi)打緯機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)都采用短牽手和短筘座腳。為適應(yīng)高速，其曲柄、牽手和筘座腳等密封在機(jī)架箱形墻板中，以油浴潤(rùn)滑。1鋼筘;2筘座;3夾片;4輔助筘座腳;5鋼管;6曲柄圖1-3 噴水織機(jī)四連桿打緯機(jī)構(gòu)圖1-4中A為曲軸中心，D為搖軸中心，C為牽手栓中心，AB為曲柄半徑，BC為牽手，CD為筘座腳3。牽手的長(zhǎng)短是以牽手長(zhǎng)度BC與曲柄半徑AB的比值大小來(lái)表示的。當(dāng)BC/AB3時(shí)，就稱(chēng)為短手打緯機(jī)構(gòu)。牽手越短，筘座在后死心附近的運(yùn)動(dòng)就越慢，慢到一定程度就可以看成是靜止不動(dòng)。但是牽手縮短后，機(jī)構(gòu)的壓力角增大，機(jī)構(gòu)的傳力情況惡化，因此，近似靜止時(shí)間與壓力角是一對(duì)相互牽制的矛盾。圖1-4 短牽手打緯機(jī)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）51.2.3 六連桿打緯機(jī)構(gòu)隨著織機(jī)幅寬的增加及車(chē)速的提高，對(duì)搖軸的相對(duì)靜止時(shí)間及停歇質(zhì)量提出了更高的要求，因此，在許多的織機(jī)中選用了六連桿的打緯機(jī)構(gòu)，這類(lèi)機(jī)構(gòu)停歇時(shí)間更長(zhǎng)，停歇質(zhì)量明顯提高，例如，畢加諾PAT-W型噴氣織機(jī)的六連桿打緯機(jī)構(gòu)在后心附近相對(duì)靜止角為180，筘座擺角相對(duì)誤差為8.3%4。而且筘幅大于230cm的寬幅織機(jī)，一般也采用六連桿打緯機(jī)構(gòu)，該打緯機(jī)構(gòu)能在較高的車(chē)速下提供足夠長(zhǎng)的引緯時(shí)間，以滿(mǎn)足寬幅織物的引緯需要5。圖1-5為PAT型噴氣織機(jī)六連桿打緯機(jī)構(gòu)原理圖。該機(jī)構(gòu)由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)組成。主軸回轉(zhuǎn)中心O1、曲柄1、第一連桿2、第一搖桿3、搖桿中心O2為曲柄搖桿（四連桿）機(jī)構(gòu)。而搖桿中心O2、第一搖桿3、第二搖桿5和第二連桿4為雙搖桿機(jī)構(gòu)。O3為搖軸中心，帶動(dòng)筘座和異形筘?cái)[動(dòng)。這種機(jī)構(gòu)允許5mm左右的打緯位移，能實(shí)現(xiàn)120左右的“近似停頓”時(shí)間，其性能優(yōu)于四連桿打緯機(jī)構(gòu)，但比共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)差，另外該機(jī)構(gòu)鉸鏈點(diǎn)較多，累計(jì)誤差大，因此加工精度要求比四連桿打緯機(jī)構(gòu)高6。1主軸;2第一連桿;3第一搖桿;4第二連桿;5第二搖桿;6異形筘;O1主軸回轉(zhuǎn)中心;O2搖桿中心;O3搖軸中心圖1-5PAT型噴氣織機(jī)六連桿打緯機(jī)構(gòu)原理圖橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)61.2.4 共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)無(wú)論是四連桿還是六連桿打緯機(jī)構(gòu)，其筘座在后心處無(wú)絕對(duì)靜止時(shí)間，只有相對(duì)靜止時(shí)間。雖然六連桿打緯機(jī)構(gòu)的筘座在后心的相對(duì)靜止時(shí)間比四連桿打緯機(jī)構(gòu)有所延長(zhǎng)，但還是不能滿(mǎn)足那些引緯機(jī)構(gòu)固定在機(jī)架上的織機(jī)，如片梭織機(jī)和大多數(shù)劍桿織機(jī)的引緯要求。但是共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)就很容易滿(mǎn)足打緯要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能實(shí)現(xiàn)240左右的完全停頓時(shí)間，如SM93(意大利SOMET公司)、TT一96(浙江泰坦)和GA731(杭紡機(jī))等就采用該類(lèi)型機(jī)構(gòu)，不過(guò)凸輪廓線(xiàn)加工精度要求相當(dāng)高，如存在誤差就產(chǎn)生沖擊，機(jī)構(gòu)振動(dòng)大，使織物產(chǎn)生“開(kāi)車(chē)稀密路”疵點(diǎn)，反而限制了車(chē)速的提高。目前，國(guó)內(nèi)的凸輪制造技術(shù)水平與國(guó)外相比還有一定差距，國(guó)內(nèi)企業(yè)一般還沒(méi)有真正設(shè)計(jì)意義上的凸輪產(chǎn)品，通常是通過(guò)反復(fù)測(cè)繪反求而進(jìn)行制造，不知其機(jī)理，因此加工出來(lái)的凸輪產(chǎn)品性能差，關(guān)鍵技術(shù)掌握在一些專(zhuān)業(yè)的凸輪制造廠家和科研機(jī)構(gòu)中，無(wú)法通過(guò)技術(shù)引進(jìn)來(lái)提高我國(guó)的制造水平。1主軸;2主凸輪;3、8轉(zhuǎn)子;4筘座腳;5搖軸;6筘座;鋼筘;9副凸輪圖1-7TT96型劍桿織機(jī)上的共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7圖1-7打緯機(jī)構(gòu)，主要由主軸、主凸輪、副凸輪、轉(zhuǎn)子、筘座腳、搖軸、筘座和鋼筘等組成。當(dāng)主軸1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主凸輪2通過(guò)轉(zhuǎn)子3帶動(dòng)筘座腳4以搖軸5為中心按逆時(shí)針?lè)较驍[向機(jī)前，通過(guò)筘座6上的鋼筘7進(jìn)行打緯。此時(shí)，轉(zhuǎn)子8緊貼副凸輪9。打緯結(jié)束后，副凸輪變成主動(dòng)，推動(dòng)轉(zhuǎn)子8，使筘座腳按順時(shí)針?lè)较蛳驒C(jī)后擺動(dòng)。此時(shí)轉(zhuǎn)子3互共軛完成。 又緊貼主凸輪。筘座運(yùn)動(dòng)由主副兩凸輪相互共軛完成。1.3打緯機(jī)構(gòu)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)打緯機(jī)構(gòu)的研究敘述如下：Mrazek，Jiri用拉格朗日第二類(lèi)方程建立了四連桿打緯機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型，提出了一種考慮構(gòu)件之間間隙存在前提下機(jī)構(gòu)各參數(shù)對(duì)其動(dòng)力學(xué)特性影響的快速分析方法7，AnirbanGuha，C等對(duì)有梭織機(jī)的六連桿打緯機(jī)構(gòu)進(jìn)行剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，并進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，得到筘座在后心位置停留95的良好效果8。Gu，Huang分析了兩種用組合曲線(xiàn)來(lái)設(shè)計(jì)打緯共軛凸輪輪廓曲線(xiàn)方法，并分析這兩種方法設(shè)計(jì)的凸輪打緯時(shí)的加速度、筘座反力和凸輪壓力角9。Dao-D、Bullerwell-A和 Mohamed-M在考慮彈性變形的基礎(chǔ)上對(duì)打緯過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析10。國(guó)內(nèi)陳靜、馮志華考慮剛彈耦合的影響采用柔性多體系統(tǒng)建模方法建立了噴氣織機(jī)四連桿打緯機(jī)構(gòu)的微分一代數(shù)動(dòng)力學(xué)控制方程組，并將其轉(zhuǎn)化為常微分方程組。王亞平、吳小平等利用機(jī)械系統(tǒng)仿真軟件Adams建立GJ600劍桿織機(jī)的凸輪打緯機(jī)構(gòu)的仿真模型，分析了不同轉(zhuǎn)速、不同滾子與凸輪之間的接觸剛度和接觸預(yù)緊力下鋼筘最大角加速度和軸承處的受力11。國(guó)內(nèi)還有馬小利、沈丹峰、徐衛(wèi)英、梁海順、程軍紅等學(xué)者對(duì)四連桿打緯機(jī)構(gòu)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)特性分析；張春林、于曉紅、袁麗清、牛建設(shè)、郜劍等對(duì)共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析或?qū)ν馆嗇喞€(xiàn)進(jìn)行研究；馬世平、王光華、王浩程、曹清林、袁守華等對(duì)六連桿打緯的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析。本章主要介紹了選題的背景和意義，以及幾種典型的打緯機(jī)構(gòu)和各自的優(yōu)缺點(diǎn)，論述了打緯機(jī)構(gòu)目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展和研究狀況。橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)8第二章 橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)建模打緯機(jī)構(gòu)是劍桿織機(jī)的五大核心機(jī)構(gòu)之一，它將緯紗引入梭口的緯紗打緊，其作用是形成織物所需的紋理。打緯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須保證在后心位置有充足的引緯時(shí)間；而且打緯機(jī)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、操作安全。2.1橢圓齒輪一曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介如圖2-1，主動(dòng)橢圓齒輪1裝在織機(jī)主軸0上，其旋轉(zhuǎn)中心為橢圓齒輪的一個(gè)焦點(diǎn)。通過(guò)橢圓齒輪1和2的傳動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳到軸A上，A為從動(dòng)橢圓齒輪2的一個(gè)焦點(diǎn)；然后通過(guò)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD，將運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為搖桿CDE的非勻速往復(fù)擺動(dòng)(曲柄AB與從動(dòng)橢圓齒輪2固結(jié))，A點(diǎn)為橢圓齒輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，打緯桿處于前心初始位置時(shí)C在BA的延長(zhǎng)線(xiàn)上12。圖2-1橢圓齒輪一曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)及其初始位置2.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)目標(biāo)要求筘座在后心位置有較長(zhǎng)的停留時(shí)間以保證緯紗在梭口內(nèi)有足夠的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。所謂近似停頓 時(shí)間，是指在此時(shí)間內(nèi)筘的擺動(dòng)很小，約在 5mm左右。此機(jī)構(gòu)所能達(dá)到筘座停頓時(shí)間為200以上13，打緯終了能提供最大的打緯力。浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）92.3橢圓齒輪一曲柄搖桿的打緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的建立為方便計(jì)算，將相關(guān)參數(shù)列于如表2-1所示。表2-1相關(guān)參數(shù)表符號(hào) 意義 符號(hào) 意義a 橢圓齒輪長(zhǎng)半軸 1 主動(dòng)輪1的角位移b 橢圓齒輪短半軸 2 主動(dòng)輪2的角位移k偏心率，k=b/a c 橢圓齒輪半焦距1r 軸心O到嚙合點(diǎn)P的距離 2r 軸心A到嚙合點(diǎn)P的距離1 主動(dòng)輪1的角速度（均順） 2 從動(dòng)輪2的角速度2 從動(dòng)輪2的角加速度 1l 曲柄AB的長(zhǎng)度2l 連桿BC的長(zhǎng)度 3l 搖桿CD的長(zhǎng)度4l 支座AD的長(zhǎng)度 1j 曲柄AB與x軸的夾角2j連桿BC與X軸的夾角 3j 搖桿CD與X軸的夾角2BL 連桿BC質(zhì)心到B點(diǎn)距離 1AL 曲柄AB質(zhì)心到A點(diǎn)距離4j BD連線(xiàn)與X軸的夾角 3DL 搖桿CD質(zhì)心到D點(diǎn)距離2.3.1從動(dòng)橢圓齒輪角位移、角速度和角加速度數(shù)學(xué)模型建立兩橢圓齒輪在任意位置嚙合時(shí)，嚙合點(diǎn)P都處于OA的連線(xiàn)上，而且既不會(huì)分離也不會(huì)切入，所以達(dá)到傳動(dòng)平穩(wěn)的條件，也是橢圓齒輪實(shí)現(xiàn)非勻速傳動(dòng)的最大優(yōu)點(diǎn)。橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)10圖2-2橢圓齒輪嚙合初始位置如圖2-2，主動(dòng)輪1勻速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪2作順時(shí)針變速轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)主動(dòng)輪1轉(zhuǎn)過(guò)角 1，從動(dòng)輪2轉(zhuǎn)過(guò)角 2，這時(shí)兩橢圓瞬心線(xiàn)在臥島接觸(重合)。經(jīng)推導(dǎo)得： 21 1/( *cos )a cbr （2-1）)cos*/( 222 cabr （2-2）( 1 在02之間變化， 2 在0-2之間變化)又由橢圓齒輪的傳動(dòng)特性得： rr a21 2 （2-3）可以得出： 212 22 1( cos )cos (2 2 cos )a c acac cba b （2-4）由式（2-1）到（2-4）可得出1和2之間的關(guān)系：2 112 r r （2-5）對(duì)（2-5）求導(dǎo)得： 1 2 1 2 22 22 1 12= 2 2ar r r r rr r （2-6）式（2-6）中： 121122 )cos( sin ca cbr （2-7）浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）112.3.2搖桿的角位移、角速度和角加速度數(shù)學(xué)模型建立曲柄與從動(dòng)橢圓齒輪固結(jié)，故曲柄的角速度和角加速度和從動(dòng)橢圓齒輪一樣， 21j 、 21j 。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)如圖2-3：圖2-3 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖由圖2-3，可列出方程： 1 11 1cossinBBy jx l jl (2-8)其中 1j (2-9) 3322 3322 sinsin coscos jlyjlyy jlxjlxx DBC DBC (2-10)由（10）得： 222322 )()( llyyxx BDBD cos)(sin)(2 333 jxxjyyl BDBD =0其中 cos4 lxD ， sin4 lyD在BDC中，根據(jù)余弦定理有： 223 22222343 )()(2 )()(cos BDBD BDBD yyxxl lyyxxljj （2-11）橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)12DB DB xx yyj 4tan (2-12)根據(jù)（2-11）、（2-12）兩式可求得 3j 和 4j ，則 Cx 和 Cy 已知。BC BC xx yyj 2tan （2-13）建立速度及加速度方程： 112 sin jlVxB （2-14）112 cos jlVyB （2-15）)sin( sincos322 332 jjl jVjVj yBxB （2-16）)sin( sincos 323 223 jjl jVjVj yBxB （2-17）)cossin( 122121 jjlaxB （2-18）)sincos( 122121 jjlayB （2-19）)sin( sincos 322 32312 jjl jcjcj （2-20）)sin( sincos323 22213 jjl jcjcj （2-21）式（2-20）和（2-21）中： 222232331 coscos jjljjlac xB 222232332 sinsin jjljjlac yB 2.3.3 打緯點(diǎn)的角位移、角速度和角加速度數(shù)學(xué)模型建立由于打緯桿和桿CD固接，因此打緯桿上E點(diǎn)位移、速度和加速度為： 3 3s j j 初 (2-22)上式中3j 初為初始時(shí)刻搖桿的角位移。浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）133v j (2-23)3a j (2-24)橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)14第三章 輔助分析軟件的功能及其使用方法利用VB軟件編制了可視化的橢圓齒輪一曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)輔助分析軟件，該打緯機(jī)構(gòu)包含多級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)由兩個(gè)橢圓齒輪組成，第二級(jí)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)有一個(gè)輸入構(gòu)件，即主動(dòng)橢圓齒輪(織機(jī)主軸)的轉(zhuǎn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)通過(guò)橢圓齒輪傳動(dòng)和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)將織機(jī)主軸的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為鋼筘的往復(fù)擺動(dòng)。由該軟件可以分析打緯點(diǎn)的位移、速度和加速度，并可輸出該機(jī)構(gòu)滿(mǎn)足打緯要求的初始安裝位置。通過(guò)人機(jī)對(duì)話(huà)，可優(yōu)化出滿(mǎn)足打緯要求的橢圓齒輪一曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù).3.1 打緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)輔助分析初始界面程序一運(yùn)行就進(jìn)入軟件的起始界面如圖3-1所示。該軟件的輸入?yún)?shù)為a、k，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n、l1、l2、l3和l4。3-1打緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)輔助分析起始界面浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15軟件界面分布有命令按鈕、上下三角按鈕、文本框、圖片框和框架，左上方的空白區(qū)域作為第一個(gè)圖形顯示窗口，在沒(méi)點(diǎn)擊任何命令按鈕和垂直滾動(dòng)條時(shí)顯示打緯機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。3.2打緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)輔助分析運(yùn)行界面圖3-2打緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)輔助分析運(yùn)行界面軟件右邊分布3個(gè)圖片框，用來(lái)輸出打緯桿位移、速度和加速度曲線(xiàn)。對(duì)參數(shù)輸入框中輸入?yún)?shù)，或單擊輸入框中任何一個(gè)上下三角按鈕，機(jī)構(gòu)的參數(shù)產(chǎn)生變化，此時(shí)幾個(gè)圖片框中輸出的內(nèi)容如圖3-2所示。左邊圖片框輸出的是初始位置，為打緯機(jī)構(gòu)初始安裝圖。右邊自上至下分布了打緯點(diǎn)位移、速度和加速度曲線(xiàn)圖。右下方的參數(shù)輸出框?qū)崟r(shí)輸出此參數(shù)下打緯機(jī)構(gòu)的初始安裝位置參數(shù)。3.3 打緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)輔助分析模擬界面單擊“運(yùn)動(dòng)模擬”命令按鈕，能在左方的圖片框中動(dòng)態(tài)輸出整個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中打緯機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真圖。如圖3-3所示：橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)16圖3-3 打緯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)輔助分析模擬界面3.4進(jìn)步界面單擊“暫?！卑粹o會(huì)在當(dāng)前位置停下，并在圖片框顯示當(dāng)前位置時(shí)打緯桿的位移、速度和加速度：?jiǎn)螕簟斑M(jìn)”或“退”命令按鈕能使打緯機(jī)構(gòu)步進(jìn)或步退，右邊的圖片框用圓圈標(biāo)示相應(yīng)位置時(shí)刻劍頭運(yùn)動(dòng)參數(shù)值，如圖3-4所示：浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17圖3-4進(jìn)步界面單機(jī)“停止”關(guān)閉此程序。橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)18第四章 機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響4.1 橢圓偏心率k的影響通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)的分析，發(fā)現(xiàn)橢圓齒輪偏心率k對(duì)打緯機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律影響很大，隨著k的增大，打緯后心停頓位置角不斷下降，從圖4-1所示規(guī)律判斷，欲達(dá)到類(lèi)似共軛凸輪的效果，k的取值應(yīng)在0608之間。圖4-2為文中所給定參數(shù)的打緯機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)速300rmin、不同k值下加速度的仿真圖，隨著k值增大，打緯終了的最大加速度顯著下降，同時(shí)最小峰值向中心偏移，在織機(jī)中速運(yùn)轉(zhuǎn)的工作條件下，k值可偏大選取，提高該打緯機(jī)構(gòu)工作的平穩(wěn)性。打緯后心停頓時(shí)間和打緯最大加速度值對(duì)該打緯機(jī)構(gòu)是一對(duì)矛盾的目標(biāo)，不能取得兩方面的同時(shí)改進(jìn)，因此，在機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，參數(shù)k的設(shè)計(jì)尤其應(yīng)該重視。圖4-1k值對(duì)停頓角的影響 圖4-2 k值對(duì)打緯點(diǎn)加速度的影響4.2 初始安裝角的影響為安裝是主動(dòng)橢圓齒輪長(zhǎng)軸與AO線(xiàn)的夾角，它不是機(jī)構(gòu)的獨(dú)立參數(shù)，要保證打緯后心停頓置角的合適位置，獲得理想的打緯規(guī)律，初始安裝時(shí)這個(gè)角應(yīng)合理設(shè)定。打緯運(yùn)動(dòng)要求筘座在織機(jī)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)應(yīng)從前心位置擺動(dòng)到后心位置再回到前心位置。橢圓齒輪和曲柄搖桿是兩級(jí)非勻速傳動(dòng)，需要用角來(lái)達(dá)到筘座在后心位置近似停頓時(shí)間盡量延長(zhǎng)的目的，此時(shí)從動(dòng)橢圓齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)處于緩浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19慢的階段。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的四桿長(zhǎng)決定了其急回特性，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，希望機(jī)構(gòu)的極位夾盡量取小，同時(shí)從動(dòng)橢圓齒輪在其轉(zhuǎn)角為+時(shí)變化平緩。在本文所給定的一組機(jī)構(gòu)參數(shù)下，單獨(dú)改變，得到筘座擺動(dòng)曲線(xiàn)如圖4-3所示。圖4-3 角對(duì)筘座擺角影響4.3 曲柄、連桿長(zhǎng)度的影響圖4-4為文中所給定參數(shù)的打緯機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)速300rmin，在機(jī)構(gòu)其它參數(shù)不變的情況下，不同曲柄長(zhǎng)度打緯點(diǎn)最大加速度的影響曲線(xiàn)，從圖中可看出曲柄的長(zhǎng)度不能取得過(guò)小，也不能取得過(guò)大，一般曲柄長(zhǎng)度可取在40mm-65mm之間比較合適。圖4-4 曲柄長(zhǎng)度對(duì)打緯點(diǎn)最大加速度影響圖4-5為文中所給定參數(shù)的打緯機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)速300rmin，在機(jī)構(gòu)其它參數(shù)不變的情況下，不同連桿長(zhǎng)度對(duì)打緯點(diǎn)最大加速度的影響曲線(xiàn)，從圖中可看出，連桿長(zhǎng)度較短時(shí)，筘座在后心的停頓時(shí)間較長(zhǎng)，隨著連桿長(zhǎng)度的增加，停頓時(shí)間不斷減少，到連桿長(zhǎng)度增加到28mm后，其曲線(xiàn)變的很平坦，證明連桿的長(zhǎng)度變化對(duì)筘座停頓時(shí)間己沒(méi)有多大影響，其停頓角始終在接近2200左右。并且在連桿橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)20長(zhǎng)度變化的整個(gè)區(qū)間內(nèi)，停頓時(shí)間的變化并不怎么顯著，停頓角的區(qū)間在22002300。 圖4-5連桿長(zhǎng)度對(duì)打緯點(diǎn)最大加速度的影響4.4 搖桿運(yùn)動(dòng)性能分析當(dāng)曲柄位于前死心附近時(shí)，搖桿角加速度的絕對(duì)值較大。圖4-6表示打緯機(jī)構(gòu)搖桿的角位移，角速度和角加速度曲線(xiàn)，橫坐標(biāo)為曲柄轉(zhuǎn)角，縱坐標(biāo)為搖桿的角位移，角速度和角加速度。圖4-6 搖桿角位移，角速度和角加速度曲線(xiàn)由圖4-6(a)可見(jiàn)，搖桿角位移在主軸轉(zhuǎn)到1800的時(shí)候處于最小值，此時(shí)搖桿位于最后心位置，剛好利于引緯，并且從4-6(C)中可以看出此時(shí)搖桿角加速度幾乎為O，因此在引緯的過(guò)程中可以避免對(duì)機(jī)器的沖擊，而在兩端的角加速度浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21很平坦，剛好是打緯的時(shí)刻，幾乎為0的角加速度可以保證打緯工作的順利進(jìn)行。橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)22第五章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目前國(guó)內(nèi)外劍桿織機(jī)上使用較為普遍的是共軛引緯凸輪和共軛打緯凸輪。單純的一套橢圓齒輪曲柄搖桿引緯機(jī)構(gòu)只能完成引緯動(dòng)作，我國(guó)劍桿織機(jī)核心部件產(chǎn)權(quán)不具備的現(xiàn)實(shí)并不能得到改變。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，橢圓齒輪曲柄搖桿機(jī)構(gòu)通過(guò)改變橢圓齒輪初始嚙合角與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)搭配，理論上也能達(dá)到共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)所具有的后心停頓角長(zhǎng)、打緯慣性力大等特征，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)新型引緯打緯機(jī)構(gòu)，使之滿(mǎn)足現(xiàn)有共軛凸輪結(jié)構(gòu)上的限制，達(dá)到類(lèi)似共軛凸輪引緯和打緯效果。5.1 箱體的設(shè)計(jì)5.1.1 箱體的結(jié)構(gòu)約束如圖5-1所示為劍桿織機(jī)共軛凸輪箱的結(jié)構(gòu)圖。箱體內(nèi)部織機(jī)主軸上安裝兩個(gè)共軛凸輪，一個(gè)傳動(dòng)給引緯部分，一個(gè)傳動(dòng)到打緯部分，通過(guò)設(shè)計(jì)兩對(duì)共軛凸輪的輪廓曲線(xiàn)來(lái)協(xié)調(diào)織機(jī)上引緯和打緯兩個(gè)主運(yùn)動(dòng)。其外部尺寸為764.4 401.8 ，新箱體結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)該與其接近，并且不干涉劍桿織機(jī)上其他部件。在箱體內(nèi)部織機(jī)主軸、引緯主軸和打緯主軸三者相對(duì)位置應(yīng)保持不變，這樣新型箱體才能適用現(xiàn)有劍桿織機(jī)。1織機(jī)主軸中心位置;2引緯軸中心位置;3打緯軸中心位置圖5-1 共軛凸輪箱剖面圖浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）235.1.2 新機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇按照?qǐng)D5-1所示結(jié)構(gòu)約束，對(duì)橢圓齒輪的傳動(dòng)特性分析表明，打緯機(jī)構(gòu)的橢圓齒輪長(zhǎng)短軸比不宜大于0.85，保證打緯軸能夠獲得一定的后心停頓時(shí)間和打緯慣性力。根據(jù)機(jī)構(gòu)外部和內(nèi)部尺寸約束條件最后打緯機(jī)構(gòu)的整體分布如圖5-2所示：圖5-2機(jī)構(gòu)位置布局圖圖5-2中O為織機(jī)主軸，打緯主動(dòng)橢圓齒輪安裝在其上， D為打緯輸出軸，打緯筘座安裝在其上，軸D的運(yùn)動(dòng)規(guī)律滿(mǎn)足打緯工藝要求。軸O與軸D水平垂直方向相對(duì)距離140mm，這與劍桿織機(jī)共軛凸輪箱箱體內(nèi)部約束保持一致，便于新的箱體應(yīng)用于原有機(jī)型。打緯機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)定為 0 、2 0.85k 、 135 、71.233a mm 、 40ab mm 、 100bc mm 、 180cd mm 、 199ad mm 。5.1.3 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)箱體內(nèi)部平面展開(kāi)圖如圖5-3所示：橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)24圖5-3箱體平面展開(kāi)圖箱體的結(jié)構(gòu)圖如圖5-4所示：圖5-4 箱體結(jié)構(gòu)圖5.2 橢圓齒輪的三維模型建立橢圓齒輪的三維特征建模，首先要在草圖環(huán)境中繪出橢圓齒輪的二維草圖，再利用拉伸等命令生成橢圓齒輪的三維特征效果圖。在特征創(chuàng)建過(guò)程中，關(guān)鍵步驟是草圖輪廓的繪制。在橢圓齒輪節(jié)曲線(xiàn)上，節(jié)距和齒厚的計(jì)算公式同圓柱齒輪的基本公式一樣，均為：p m ， 2 2p ms 。由于橢圓齒輪的節(jié)曲線(xiàn)是封閉的，所以要保證齒輪在節(jié)曲線(xiàn)上均勻分布。若齒輪的齒數(shù)為z，模數(shù)為m，則節(jié)曲線(xiàn)的總弧長(zhǎng)L，應(yīng)恰好是z個(gè)齒距，即應(yīng)滿(mǎn)足L pz mz 。浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25設(shè)計(jì)要求的橢圓齒輪長(zhǎng)短軸比 0.85k ，a范圍在70mm左右，m為4。由這確定實(shí)際的橢圓齒輪 71.233a mm ， 60.548b mm ， 35z 。利用CAXA系列軟件作為輔助設(shè)計(jì)工具，得到橢圓齒輪的節(jié)曲線(xiàn)，對(duì)它按弧長(zhǎng)35等分，確定各齒中心位置，查詢(xún)出個(gè)點(diǎn)在橢圓齒輪上的半徑，根據(jù)可以計(jì)算出在此位置上的當(dāng)量齒的齒數(shù)，利用就可以調(diào)出所需齒形，根據(jù)齒輪點(diǎn)的法線(xiàn)位置將齒放到合適的位置就完成單個(gè)齒的繪制，如圖5-5第一個(gè)所示，圖5-5第二個(gè)為繪制好的整個(gè)橢圓齒輪二為草圖。圖5-5橢圓齒輪的繪制利用二維草圖，對(duì)其進(jìn)行拉伸操作，可以方便的得到橢圓齒輪三維模型。圖5-5第三個(gè)為本橢圓齒輪的三維模型。5.3 曲柄的設(shè)計(jì)和圖紙曲柄是整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)重要組成部分，它固定在從動(dòng)橢圓齒輪上，和連桿連接，設(shè)計(jì)二維圖見(jiàn)圖5-6：圖5-6 曲柄二維圖三維圖如圖5-7所示。橢圓齒輪-曲柄搖桿打緯機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)26圖5-7曲柄三維圖5.4 搖桿的設(shè)計(jì)搖桿直接連接打緯輸出軸，打緯點(diǎn)的速度，加速度完全和搖桿一樣，所以直接影響著最后打緯的效果。搖桿二維圖見(jiàn)圖5-8：圖5-8搖桿二維圖搖桿三維圖如圖5-9所示。浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27圖5-9搖桿三維圖5.5軸的設(shè)計(jì)和圖紙5.5.1 軸的材料選擇軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛胚多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)格低廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以中熱處理或者化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，因此，我們這邊所選的軸都是用45鋼（經(jīng)調(diào)質(zhì)處理）。5.5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上的零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理的 確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會(huì)增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是軸設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。擬定軸上零件的裝配方案，所謂的裝配方案就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系。例如圖5-10為從動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖，圖中左端先安裝齒輪，再在2安裝軸承擋圈，然后在1安裝軸承，最后安裝端蓋，右端先安裝軸承擋圈，再在4安裝軸承，最后在5安裝端蓋。