机械原理课程设计-织机开口机构设计说明书

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1、课程设计说明书课程名称：织机开口机构设计 专 业：机械设计制造及自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 2016 年 1 月 5 日织机开口机构设计摘 要织机开口机构是控制织机运动五大机构中的关键机构，开口机构工作性能的优劣，直接影响织机的车速、生产效率、产品的适应性和织物质量。因此，织机开口机构的设计研究，一直以来是设计者不断追求的研究课题。随着现代造技术的发展，要求织机不仅车速高、入纬率高和生产效率高，而且适应织造织物品种要广泛且变换方便，因而对开口机构的设计研究又提出了更高的要求。本文从凸轮开口机构产品系列化的观点出发，分析研究了凸轮开口机构探讨无过分析开口机构多工况、多机种和

2、综框动作协调性等设计要求的分析研究，出了开口机构作为织机配套的产品，进行系列化设计的重要性，提出了多工况件下经纱开口装置输入接口的设计方法，建立开口装置输出机构的模型，确定本技术参数；分析研究了凸轮开口装置输入接口的传动系统要求和凸轮设计参的确定方法，利用变位齿轮的齿轮啮合原理，建立凸轮开口装置适应的织物组及对应的凸轮种类与个数的关系模型，给出了对于不同织物品种凸轮开口机构本参数应如何确定的方法、具体设计步骤；织机开口机构综框运动规律采用五多项式规律是目前较理想的运动规律，按照此运动规律设计的凸轮廓线、压力角、综框运动速度、加速度等极大地满足了高速织机的运动要求；利用matlab编程软件和II

3、级杆组运动学分析，给出了开口凸轮总体设计程序，编程计算了相开口凸轮的具体参数。新型凸轮开口机构中的凸轮外形廓线，对凸轮开口机构中凸轮的设计、基本参数选择与结构设计具有较强的实用价值。关键词：新型织机，凸轮开口机构，综框，变换齿轮目录1 绪论41.1织机的发展背景41.2织机的发展意义51.3织机的研究创新设计52 设计题目、要点及任务62.1设计题目62.2设计要求及任务73 功能分析93.1织机的组成93.2织机的分类93.3织机的开口工作原理104 织机的机构方案拟定114.1织机开口机构的简介114.2织机开口机构的预选方案124.3织机开口机构的运动简图及分析124.4凸轮开口机构的评

4、价125织机机构选型组合和运动的分析145.1运动分析145.2织机机构所用机构及其应用146 设计小结157 参考文献161 绪论1.1织机的发展背景织布机，织机的俗称。最早的织布机，是席地而坐的踞织机（也叫腰机）。使用方法是用足踩织机经线木棍，右手持打纬木刀在打紧纬线，左手在作投纬引线的姿态。这种足蹬式腰机没有机架，卷布轴的一端系于腰间，双足蹬住另一端的经轴并张紧织物，用分经棍将经纱按奇偶数分成两层，用提综杆提起经纱形成梭口，以骨针引纬，打纬刀打纬。腰机织造最重要的成就就是采用了提 老式织布机综杆、分经棍和打纬刀。这种织机虽然很简单，但是已经有了上下开启织口、左右引纬、前后打紧等3个方向的

5、运动，它是现代织布机的始祖。人们在织布的生产实践中，又逐步革新成功创造了脚踏提综的斜织机。它的图像，在汉代画像石上多次出现。这种斜织机已经有了一个机架，经面和水平的机座成五六十度的倾角，而且采用了脚踏提综的开口装置。织布的人可以坐着操作，手脚并用，生产率比原始织布机一般提高10倍以上，是当时世界上最先进的织布机。 在纺织工业的发展过程中，出现了多种形式的无梭织机，有剑杆织机、片梭织机、喷气织机、喷水织机、多相织机、磁力引纬织机等。与有梭织机相比，无梭织机生产的织物在产量、质量、品种等方面有无可比拟的优势，在大部分织造领域取代有梭织机，这个步伐进一步加快，已经从发达国家的纺织工业扩展到发展中国家

6、。从国际无梭织机的技术发展和纺织工业的需求看，喷气织机高速化、宽幅化、系列化方面的进步较快，除在量大面广的棉织行业广泛应用外，在色织、提花等织物应用日益广泛，而剑杆织机的品种适应性、织物花色品种变化、适织范围更广泛等方面具有优势，这两种织机成为纺织工业应用数量最多的两类机型。 编辑本段织机种类中国织布机械的产品发展参差不齐，其中圆纬机及经编机发展较快，横机、袜机相对较慢，钩编机发展较快。国产圆纬机中使用量大面广的基本产品已比较齐全，有单面、双面圆纬机、罗纹机和人造毛皮机等系列。单面圆纬机中有四针道、毛圈（正包和反包）、衬纬、多功能单面机等。 织机已自成系列，棉毛机和罗纹机可以实现相互转换；电子

7、提花圆纬机有了突破，填补了中国空白；人造毛皮机已有毛条喂入式和割圈绒式两种，电脑提花人造毛皮机已批量生产供应。按织造的引纬方法分类可分为有梭织机和无梭织机两大类。有梭织机是采用传统的梭子（木梭或塑料梭）引纬的织机。梭子的体积大、份量重，被往来反复投射，机器振动大、噪音高、车速慢、效率低。无梭织机的引纬方式是多种多样的，有剑杆、喷射（喷气、喷水）、片梭、多梭口（多相）和编织等方式。 1.2织机的发展意义纺织业是我国的传统支柱产业，纺织品的生产和出口对我国国民经济发展和外汇创收具有重大影响。作为这个产业链的重要一环，织造业的作用不容小觑。随着社会的发展，人们对纺织品质景、品种、功能方面的要求日益提

8、高，高档织物的需求越来越多，能否满足消费者的需求，赢得客户的满意，决定了织造企业的命运。织造企业对原料的适应能力、生产效率的高低、产品的质量很大程度上取决于织造机械的先进与否。因此，开展这方面的课题研究具有重要的现实意义。开口机构是织机上五大机构之一，它是织机上的重要组成部分，它的作用是将经纱分成上下两层，形成梭口，以便引入纬纱；同时根据织物的组织要求，控制综框或者综丝的升降运动规律，织制所需要的组织或者花纹的组织。开口机构是喷气织机损坏率最高的部件，它是影响织机正常运作的关键机构，在性能方面要求运动平稳、工作准确、牢固耐用；在结构方面要求机构简单、截面尺寸小、重量轻；而在运动方面，又要求高速

9、运动，这就形成了不同要求之间的矛盾。因此研究新型的织机开口机构不但具有很好的理论意义，也具有较好的实际应用价值。1.3织机的研究创新设计织机的研究创新设计即织机开口机构要适应现代织机多品种和高速化生产，应具有结构简单，性能可靠，适应高速、调节方便和管理容易等特点，并能做到“清、稳、准、小”四个字，即梭口清晰；综框运动平稳；开口时间与梭口高度准确；对经纱的摩擦和张力要小。随着织造技术的进步，织机正在朝高速化和高性能化方向发展，研制各种能适应现代织机需要的开口机构，以满足生产的需要。2 设计题目、要点及任务2.1设计题目 织物由经纱和纬纱紧密交织而成。最简单的织物是平纹组织，其经纬纱的交织情况如图

10、1b所示。它是将经纱按照单双数分成A、B两组，分别穿在综A和B的综丝眼a和b中(图2a)，当两个综一个在上，一个在下时，两组经纱上下分开，形成梭口。综在行程末端作较长时间的停歇，此时，梭子带着纬纱穿过梭口，然后综上下交替，梭子带着纬纱又从梭口穿回。就这样上下交替、梭子来回穿梭，实现经纬交织，形成织物。图 1平纹织物和经纬交织原理两个综绕各由一个开口机构带动作铅垂上下运动(行程末端有较长时间的停歇)。两个开口机构的结构相同，仅安装相位不同，它们根据织物的经纬纱交织规律使两个综交替作铅垂升降。本题就是设计这个开口机构。图2(图2中双点划线所示)上的距离；图2的升降行程 ；2.2设计要求及任务 综位

11、移规律如图2a所示升程和回程对应输入轴的转角各为120，两次停歇时间对应输入轴的转角均为60综半行程(即到行程的中点处，也称平综位置)对应输入轴的转角为60。综升降行程对立轴的摆角约为40。 (2) 为避免综绕歪斜而使其楔住，要求机构在综两侧的和处同时推动其升降，以减少侧向推力并尽可能使和处的位移和接近相等，其最大差值(3)轴和轴间距离 ；轴和轴离地面高度 ；综上铰链点和离和的偏距；综行程中点离的距离；输入轴的轴径；传动箱输入轴和输出轴间中心距；输入轴作逆时针转动，转速；综升降过程中的最大阻力，阻力的变化曲线见图2b。综(开口机构的滑快)构件总质量，共余构件的质量和运动副中摩擦力不计。要求综运

12、动平稳，机构的传力性能良好。3 功能分析3.1织机的组成1、开口机构：根据织物组织，把经纱上下分开，形成梭口，以供引纬。2、引纬机构：把纬纱引入梭口。3、打纬机构：把引入梭口的纬纱推向织口，形成织物。4、卷取机构：把已织好的织物引离织物形成区，卷成一定的卷装。5、送经机构：按交织的需要供应经纱，并使经纱具有一定的张力。6、机架、启动、制动、传动机构。7、保护装置：预防织疵，安全运转。8、自动补纬装置：纬纱用完之后，自动补纬。9、多色供纬装置：交替供给不同的纬纱进行交织，无需停车。3.2织机的分类1、按构成织物的纤维材料：棉织机、毛织机、丝织机、黄麻织机。2、按所织织物的轻重：轻型织机：制织轻薄

13、型织物，如丝织物。中型织机：制织中等厚度的织物，如棉、亚麻、精纺毛织物。重型织机：制织厚重织物，如帆布、粗纺毛织物。3、按织物幅宽：宽幅织机、窄幅织机。4、按开口机构：踏盘织机：织制简单组织的织物。多臂织机：织制组织比较复杂的小花纹织物。提花织机：织制各种大花纹织物。5、按引纬方式：有梭织机。无梭织机：喷气、喷水、剑杆（刚性、挠性）、片梭。6、按纬纱补给情况：有梭分人工补纬和自动补纬（自动换梭、自动换管）。无梭织机由大筒子供纬，不存在自动补纬问题。7、按多色供纬能力： 单梭织机：不能多色供纬。多梭织机。多色供纬的无梭织机。8、按特种产品：绒织机、毛巾织机、带织机、纱罗织机等。9、其它：三向织机

14、、织编机等。3.3织机的开口工作原理开口机构是织机五大机构之一，是形成织物所必需的重要机构。它的任务是根据织物组织的要求，依次将穿入各页综框上的经纱分成上下俩层以形成梭口，待纬纱引入后将梭口闭合，使经、纬纱形成交织物。开口机构工作性能直接影响织机的车速、生产效率、产品适应性和织物质量。开口机构还要适应多品种和高速化生产，应具有结构简单、性能可靠、调节方便和管理容易等特点，并且使梭口开清，综框运动平稳，开口时间与梭口高度准确，经纱的摩擦与张力小。4 织机的机构方案拟定4.1织机开口机构的简介开口机构是织机五大机构之一，是形成织物所必需的重要机构。它的任务是根据织物组织的要求，依次将穿入各页综框上

15、的经纱分成上下俩层以形成梭口，待纬纱引入后将梭口闭合，使经、纬纱形成交织物。开口机构工作性能直接影响织机的车速、生产效率、产品适应性和织物质量。开口机构还要适应多品种和高速化生产，应具有结构简单、性能可靠、调节方便和管理容易等特点，并且使梭口开清，综框运动平稳，开口时间与梭口高度准确，经纱的摩擦与张力小。在各类织机上，要完成经、纬纱的交织必须按照织物组织的规律将经纱分成上、下两层，以形成能使纬纱通过的通道梭口。当纬纱由引纬器引过梭口后，两层经纱再上下交换位置，经、纬交织形成织物并形成新的梭口，如此反复循环，这就是经纱的开口运动，在织机上完成经纱开口运动的机构称为开口机构。开口机构不仅要使经纱分

16、成上下两层形成梭口，同时还应根据织物组织图上所决定的提综顺序，控制综框(经纱)升降的次序，使织物获得所需的织物组织结构。开口机构要适应现代织机多品种和高速化生产，应具有结构简单，性能可靠，适应高速、调节方便和管理容易等特点，并能做到“清、稳、准、小”四个字，即梭口清晰；综框运动平稳；开口时间与梭口高度准确；对经纱的摩擦和张力要小。随着织造技术的进步，织机正在朝高速化和高性能化方向发展，研制各种能适应现代织机需要的开口机构，以满足生产的需要。开口机构归纳起来可以分为凸轮开口机构，连杆开口机构、多臂开口机构和提花开口机构四种类型。现代织机根据织物品种的不同，常分别使用的是外侧式凸轮开口装置，高速多

17、臂机和提花机等开口机构。4.2织机开口机构的预选方案凸轮开口机构相对于连杆开口机构、多臂开口机构和提花开口机构其开口能力较小采用“形”锁合一保证凸轮表面与转子的紧密啮合，使综框运动较为平稳准确，保证引纬顺利进行，避免引纬织疵，减少经纱的损伤；安装维修也比较方便，织物品种适应性强，使用寿命长。所以我选用了凸轮开口机构作为织机的开口机构。4.3织机开口机构的运动简图及分析图4凸轮开口结构简图分析思路：该结构可分为主传动机构，等角速比传动机构两部分。主传动机构中可拆分为刚体、j型二级杆 组和摆动从动件凸轮三种类型；等角速比传动机构主要是四连杆机构03O4，在图中综框行程A = 100;平综位置髙度2

18、50;偏距e=150;中心 距120;沉=250.76;仏=37.89。 =80 r= 80；并以3点为原点建立左手系坐标，最终得到摆杆 04的摇轴角位移角速度及角加速度。4.4凸轮开口机构的评价凸轮开口机构开口能力较小；采用“形”锁合一保证凸轮表面与转子的紧密啮合，使综框运动较为平稳准确，保证引纬顺利进行，避免引纬织疵，减少经纱的损伤；安装维修也比较方便，织物品种适应性强，使用寿命长。且具有结构简单，性能可靠，适应高速、调节方便和管理容易等特点，并做到“清、稳、准、小”四个字，即梭口清晰；综框运动平稳；开口时间与梭口高度准确；对经纱的摩擦和张力小。但是凸轮开口机构的制造起来成本较高，但是瑕不

19、掩瑜。凸轮机构的优点会让我们更加大范围的使用。5织机机构选型组合和运动的分析5.1运动分析凸轮1正转，使滚子摇臂1 向上摆动，即杆2反转，使连杆5向右，杆35反转，即反转，然后通过连杆使得综框k，k1向上移动，此过程即为推程阶段；凸轮轴从推程 转过180开始回程，凸轮2正转，使滚子摇臂2向下摆动，即杆02正转， 使连杆5向左，杆35正转，即032正转，然后通过连杆使得综框向下移动。5.2织机机构所用机构及其应用凸轮机构：因为凸轮机构的外形设计从而可以使得凸轮的转动从小半径转向大半径时而改变连杆的运动，从而可使综框向上移动。连杆机构：由连杆，摇杆，及曲柄，这些构成开口机构的传动单位，它可以使机构

20、更好的运动，使运动平稳，更快，更好的完成工作。6 设计小结经过织机开口机构这次课程设计，我对织机对生活，对国民发展的重要性有了深刻的体会。也对科学是第一生产力这句话有了更深入的理解。也使得我对机械设计这门学科有了浓厚的兴趣。因为机器都由机构组成，而机械设计这门学科就是对各种机构的分析，以及它们的经典应用场合。在这次课程设计的过程中让我懂得了生活中的一切都是来之不易的，比如我们所穿的衣服它虽然看起来简 单，但是在生产的过程中会遇到许多的困难，而这些困难的解决往往伴随着社会前进的动力，所以，通过这次课程设计让我对学习不在那么的敷衍了事，而是应该好好学习，因为只有把基础知识学习好，才能改进和创新。并

21、且为工业的前进和社会的进步做出自己的贡献。7 参考文献1 洪林，张家耕，蒋秀明.综框组合运动规律特性分析和比较.天津理工学院学报，1999年04期.2 王利人，马崇启，王和.微机模拟H212型毛织机的综框运动.毛纺科技，1994年02期.3 徐雷麟.综框织造的一种新技术.国外纺织技术，1997年01期.4 陈淑香.片梭织机用金属塑料组合综框.纺织器材，1981年04期.5 刘春华.布机综框的改进.棉纺织技术，1981年02期.6 陈淑香.高速织机用综框.纺织器材，1981年06期.7 孙正琪.高速织机用的综框.棉纺织技术，1983年09期.8 常喜元.织机金属综框跑综的解决方法.上海纺织科技，1993年01期.