金属织网机传动部分设计说明书

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1、南 阳 理 工 学 院 本科生毕业设计(论文) 学院（系）： 机械与汽车工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化 学 生： 赵 世 界 指导教师 ： 杜 新 宇 完成日期 2012 年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计（论文）金属织网机传动部分的设计Transmission Device Design of Metal Net Weaving Machine 总 计：毕业设计（论文)38页表 格： 3个插 图： 22幅金属织网机传动部分的设计 南 阳 理 工 学 院 本 科 生 毕 业 设 计（论文）金属织网机传动部分的设计Transmission Device Design of Metal

2、 Net Weaving Machine 学院(系)： 机械与汽车工程学院 专 业: 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 赵 世 界 学 号： 104021020015 指导教师(职称)： 杜新宇 (副教授) 评阅教师： 完成日期： 2012年5月 01日 南阳理工学院Nanyang Institute of Technology 金属织网机传动部分的设计金属织网机传动部分的设计机械设计制造及其自动化 赵世界摘 要 本课题是为南阳盛元机电有限公司矿用金属防护网的编织而设计的专用金属网织机，按照任务书的要求，本课题主要对金属网织机送经机构、织边机构进行设计。通过在南阳盛元机电公司进行两个月的毕业

3、顶岗实习，了解了织机的编织工艺及其工作原理，确定了送经机构、织边机构的运动顺序，并根据企业的实际生产需求，拟定了金属网织机送经机构、织边机构的设计方案；完成了送经机构、织边机构的设计，对传动主轴进行了强度校核，绘制了织机的装配图、零件图。本设计符合金属网编织工艺要求，满足了南阳盛元机电有限公司的使用要求，达到降低工人劳动强度，提高生产效率的目的。关键词 织网机；送经；织边；主轴；Transmission Device Design of Metal Net Weaving Machine Mechanical Design, Manufacturing and Automation Major

4、 Zhao Shi jie Abstract: This article illustrates a kind of design of special metal nets loom for weaving mine metal defend net of Nanyang ShengYuan machinery electrical Co. LTD. According to the requirements of the design specification, a metal net looms for institutions, woven edge let-off mechanis

5、m is designed. After working in the enterprise for about two months, the loom weaving process and its working principle are understood and the let-off institutions, woven edge institutions sports order are determined. Then the metal nets loom let-off mechanism, and the woven edge mechanism according

6、 to the needs of actual production of the enterprise are designed, and their strength is calibrated accordingly. In the end, the loom assembly drawing and part drawings are painted. This design achieves the guests goal such as conforming the metal mesh weaving processing, meet the guest requirement,

7、 low labor intensity, and the high production efficiency.Key words: net weaving machine; let-off; selvage; spindle目 录1 引言11.1国外现状11.2国内现状22 选题背景32.1选题的目的、意义32.2在企业实地做毕业设计32.3课题的解决方案42.4任务的分配43 金属织网机的编织工艺63.1金属网编织的基本工艺流程63.2 织网过程63.3织网机的组成63.3.1主要机构73.3.2辅助机构74金属网织机的总体设计方案74.1 工作原理74.2 总体方案的确定74.3总体设

8、计示意图85 送经机构的设计95.1送经机构的作用95.2送经机构的工作原理95.3送经机构组成95.4送经机构的分类105.5间歇式送经机构及其分析105.6送经机构设计125.6.1送经凸轮的设计125.6.2送经辊子及辊子轴的设计175.6.3送经摇杆的设计176 织边机构的设计186.1织边机构作用186.2织边机构的工作原理186.3织边机构组成196.4织边机构的设计196.4.1织边凸轮的设计196.4.2织边摇杆的设计247传动主轴的设计257.1确定作用于轴上的载荷257.2轴材料的选择，估算最小直径257.3轴的设计与校核267.4 轴承的设计与校核278 电机的选择29结

9、束语30参考文献31致谢3231 金属织网机传动部分的设计姓名：赵世界 学号：104021020015 班级：20100210011 引言本课题所设计的金属网织机主要用于矿用防护网的编织，是一种专业化的织网机床。它是通过走丝机构的包胶压辊，靠摩擦力有大绳盘上抽出纬线钢丝，并向前均匀移动；依靠棘轮及小摆杆调整网孔大小。其驱动力靠送抒摆杆通过小摆杆传递，随着钢丝移动的同时，走梭装置小车，不断地在轨道上往复跑动。小车在编织机中心线上以交接梭盒的方法传递梭盒，使梭盒从约30多根经线形成的开交口处穿过，行走距离比幅面稍大些。安装在梭盒上的小线盘边旋转边移动，从而不断地抽出纬线来，逐在经线中间往返穿引纬线

10、，形成经纬交织的网孔。丝网是现代社会生产中不可缺少的产品，它被广泛用于航空航天、国防军工、汽车、船舶、精密机床、电子通讯、石油、纺织、化工、冶金、陶瓷、磨料、印刷、造纸、食品、建材等行业的流体过滤、颗粒筛分、漏印技术、防波防光、防护、骨架支撑等，用途极为广泛。特别是随着编织网制造技术的提高，其应用对象也在不断被延伸。20世纪初，金属丝编织网由西欧传入我国，最早在天津出现了专门从事生产销售的民营丝网企业，目前，国内已有几十万人参与到丝网贸易链的各个环节中。自中国加入WTO以来,“中国制造”在世界范围影响的扩大，由于我国使用的金属丝编织网的设备、技术基本来自德国、日本等国家，广泛采用DIN标准、J

11、IS标准及ISO标准，但随着贸易规模的不断扩大，中国已成为金属丝编织网的制造大国，如何提高我国织网机的技术水平，成为制约行业整体水平提高的瓶颈。1.1国外现状国外新型高速织机在高精度和稳定可靠的送经系统，机构的数字化和多电机协同控制。对于主要进行张力和开车痕控制的电子送经卷取系统，国外目前已经有比较成熟的产品。德国的百格拉公司，意大利的阿格纯等公司的电子送经系统有相对比较高的控制水平。电子送经控制中关键技术是张力控制的稳定性，响应性和精度，以及开车痕的消除水平等。德国百格拉公司的电子送经和电子卷取控制系统采用步进电机作为驱动电机，最新产品已开始基十伺服电机控制，张力控制算法采用智能PID算法，

12、价格是国内同类产品的两到二倍。意大利的阿格纯公司电子送经和电子卷取控制系统采用交流伺服电机作为驱动电机，德国的亚探技术研究院展开了基十神经网络的电子送经卷取系统中的张力控制技术研究。国外生产的金属织网机传动部分实用生产速度一般比国内高10-20%，产量大、效率高；传动部分具备高度智能化的功能，编织过程中实现了各种工艺参数化；运行状态的在线测试、显示和自动调节，实时控制。另外，传动部分配有专家系统，只要输入很少的几个参数，生产所需的控制条件便会自动生成并显示机械调整部分的推荐值。具备故障显示和自动排除，远程诊断和服务等功能。国外先进织机传动部分实现了自动化、连续化生产，生产车间配有设备信息采集处

13、理系统，特别适合生产高端产品。其中瑞士苏尔寿公司的66300型织机和必佳乐公司生产的GAMMAX型织机，采用犯位多处理机系统结构，可以与互联网连接。意大利的德盟公司，它的整个系统是一个有机的整体，每部分也相互独立，这样能解决掉许多独立控制模块带来的问题。国外织机也很注重节能、降耗、减排的绿色环保生产并注重工业化设计和人性化设计。1.2国内现状但是到目前为止国内还没有研究出稳定的可供高速织机的电子送经系统。国内厂家对织机的理论研究相对较少，采用的新理论和技术很少，主要从工程实践中摸索，严重限制了织机技术水平的提高。但也取得了很大的进步。东华大学陈革和何勇等展开了基十步进电机的电子送经和卷取系统的

14、研究，控制器采用单片机，经线张力控制算法采用常规PID算法；东华大学沈丹峰等介绍了一种具有PI补偿回路的经线张力控制系统的数学模型，采用离线识的方法得到该模型的传递函数；浙江大学周首源等在分析了传统控制方法不足的基础上，提出将模糊控制应用十经线恒张力控制中的参数控制。浙江大学陈宗农等展开了基于ARM和交流伺服电机的电子送经卷取系统的研究，展开了织机张力控制策略的研究。织机的送经机构可以分为机械式和电子式两种。机械式送经机构由于在传动件连接点的摩擦、间隙、构件的运动惯性等因素，调节系统的动态响应较缓慢，经纱张力补偿不及时，调节难于精确。随着织机转速的提高和各部件间联动等自动化要求的加强，机械式送

15、经机构的不足之处日益明显，并逐渐被电子式送经机构替代。电子送经又可以分为连续式电子送经和间歇式电子送经。由于间歇式电子送经机构其经纱张力自动控制主要是通过控制送经电机正向启动时间的长短来实现的，是一种以前的织机上采用的简单的电子送经控制形式，满足不了目前提高织机转速的要求，且长时间停车后，重新开车将会形成开车痕，影响织物质量，无法满足对经纱张力均匀性要求较高的织物，因此现在较多的采用了连续式电子送经机构。我国河北安平县素有“丝网之乡”之称，河北的丝网机械制造企业也取得了好大的进步。例如河北安平精密机械丝网厂研发出能编织经纬网、 勾花网、菱形网、草原网、钢筋网等各类网状的金属网织机；河北安平县华

16、钢丝网机械制造厂专业生产的煤矿网机械，采用了全自动织边机构边，编出的网片平整，美观大方、网幅宽窄可调，丝径粗细可调。整机性能可靠故障少，维修方便，现已成为我国煤炭行业重点推行的新技术。尽管我们的金属网织机制造水平有了很大程度的提高，但国内的织机仍然主要以中低档产品为主，高档织机仍需要进口，因此研发绿色化、智能化、人性化，环保的金属织机十分必要。2 选题背景2.1选题的目的、意义南阳盛元机电设备有限公司承担了平煤集团首山矿的巷道金属防护网的织造工作。目前国产金属织网机的性能、质量等日益完备，金属织网机的自动化程度也在逐步的提高。由于行业起步较晚，在我国大部分中小型生产厂家中，金属织网机传动部分的

17、性能和质量还存在一定问题，生产效率也有待提高，因此，进一步改进和完善金属织网机传动部分的问题，是时下亟待解决的问题。 为了满足南阳盛元机电有限公司金属网织机传动部分的送经机构、织边机构，根据需要改变送经时间、调节经丝张力大小、调节每次送经长度，将经丝均匀地从经辊送出的要求，使织边机构纬丝从剑勾上脱开后仍保持一定张力，防止纬丝回弹，提高截纬器捕抓纬丝的可靠性，使网边便于剪切整齐的要求，对金属网织机送经机构、织边机构进行了合理化设计。通过本次设计，提高金属织网机传动部分送经机构和织边机构的稳定可靠程度，节省部分人力操作，降低工人劳动强度,提高生产技术水平，增加生产效益。同时也可以较为全面地检验学生

18、对本专业相关知识和技能的掌握情况,能够真正的做一次实战演习，能够把我们的设计出的产品直接应用的实际生产中，能够满足企业是生产要求；培养学生其创新意识，提高其技术应用能力,增强其职业综合素质,最终有利于其顺利就业。2.2在企业实地做毕业设计这次设计的目的是满足南阳盛元机电工矿设备有限公司的对金属网织机送经机构、织边机构工作省时、省工、高质、高效、经济的需要，在指导老师杜新宇的带领下，我们去了盛元机电公司的生产现场，进行了为期两个月的顶岗实习，并在企业进行毕业设计。通过与杜老师、公司领导和技术人员的沟通、请教，对原有设备进行了了解，分析了金属网织机的送经机构、织边机构的工艺，拟定了送经机构、织边机

19、构的设计方案。 图2-1 公司技术人员在指导 图2-2研究织网机传动主轴2.3课题的解决方案金属网织机是由许多机构协调动作来实现工作的。它有开口、导纬、打纬、卷取、送经五大运动组成，对应“五大运动”，形成织机的主要机构： 开口机构、导纬机构、打纬机构、卷取机构和送经机构。辅助机构包括：传动机构、织边机构和机架等。本课题即是针对南阳盛元机电公司的金属织网工艺而设计金属织网机的传动部分。它包括传动机构、送经机构和织边机构。传动机构是通过传动轴、曲轴、踏盘轴及相应的齿轮，把电机的动力传递给各机构，使它们按一定的规律运动；送经机构是使经丝纵向运动的机构；织边机构是把纬丝夹住，防止纬丝回弹，保证纬丝不窝

20、曲，平直推人织口(无梭织机);把纬丝勾住，防止纬丝勒边，保证网边平整(有梭织机)。为了使金属网织机送经机构、织边机构根据需要改变送经时间、调节经丝张力大小、调节每次送经长度，将经丝均匀地从经辊送出的要求；使织边机构在纬丝从剑勾上脱开后仍保持一定张力，防止纬丝回弹，提高织边的可靠性，使网边便于剪切整齐的要求。通过对矿用金属防护网织机的编织工艺的了解及送经机构、织边机构的工艺分析和动作顺序；对送经、织边机构的主要传动零件进行了合理化设计，优化了送经凸轮、织边凸轮的轮廓曲线。通过本次设计，能使送经机构、织边机构在机器工作周期长，受到振动和工作载荷时，能保证准确的运动轨迹，使机器正常工作；使金属网织机

21、传动部分的送经机构、织边机构传动更准确、更稳定。另外，便于金属网织机的拆装和维修，以及部分零部件的更换。2.4任务的分配金属织网机是以大量通用部件为基础的机械设备，它主要由开口机构、导纬机构、打纬机构、卷取机构、送经机构五大机构组成。本织机的设计有两个人共同完成，李志刚负责织网部分的设计，本人主要负责传动部分的送经机构、织边机构的设计。图2-3 杜老师在指导 图2-4被加工零件 3 金属织网机的编织工艺3.1金属网编织的基本工艺流程金属网编织的基本工艺流程如表3-1所示。 表3-1 金属网编织工艺流程整经把经丝，从丝络子引出，组成一幅丝片紧密地卷绕在经辊上。穿综、穿箱将卷绕在经轴上的经丝按一定

22、的织物组织要求顺序穿入固定在综框上的综片及箱孔内。绑机对在机上穿经的，把穿好经丝的钢箱向经丝方向慢慢移到走剑台的钢箱槽内。 调机调试织网机，使其各部分正常工作。织造在织机上按照编织工艺要求，使经丝和纬丝相互交织编织成一定结构的金属网。 下网 通过卷网机构均匀地将织好的金属网卷到卷网辊上。 检验对金属丝编织方孔网的织质量进行检验 3.2 织网过程 织造是金属丝编织网工程的重要工序，其任务是在织机上按照金属丝编织网组织的工艺要求，使经丝和纬丝相互交织编织成一定结构的金属网。金属网在织机上的形成过程是相当复杂的，它是在以下几个工艺程序有机配合下完成的。(1)经丝按照金属网组成的工艺要求作垂直方向的上

23、下运动，以形成绞口。(2)把纬丝引人所形成的绞口。 (3)把引人的纬丝打向织口。 (4)把已织好的金属网卷到卷网辊上。 (5)随着金属网的形成，不断地从经轴上引出经丝。上述五个工艺程序简称“五大运动”，在织造过程中，这五个运动(开口、导纬、打纬、卷取、送经)连续不断地循环，因而不断形成金属网。3.3织网机的组成 3.3.1主要机构 (1)使经丝在垂直方向上下运动的开口机构。(2)把纬丝引人绞口的导纬机构。 (3)把引人的纬丝打入织口的打纬机构。(4)使金属网纵向运动的卷取机构。(5)使经丝纵向运动的送经机构。 3.3.2辅助机构 在织机上除直接参与织造的主要机构外，还装设有下列辅助机构或装置。

24、(1)启动机构控制织机开动与停转。 (2)传动机构通过传动轴、曲轴、踏盘轴及相应的齿轮，把电机的动力传递给各机构，使它们按一定的规律运动。(3)制动机构阻止织机停机后的惯性运转。(4)保护装置(经纬自停装置)当断经或断纬时，使织机自动停机，防止产生网病。 (5)织边机构把纬丝夹住，防止纬丝回弹，保证纬丝不窝曲，平直推人织口(无梭织机);把纬丝勾住，防止纬丝勒边，保证网边平整(有梭织机)。 (6)机架由墙板和梁档组成，用于安装织机上的各个机构和装置。此外，机上整经的织机还装有整经机构，用于完成整经工序的任务。4金属网织机的总体设计方案4.1 工作原理织机是由电机提供原动力，通过带传动、减速器，将

25、动力传递于减速器大链轮，经由链传动将动力传递到主轴上，送经机构上的包胶压辊，靠摩擦力将大绳盘上经线钢丝抽出，并向前均匀移动；经丝按照金属网组成的工艺要求，通过开口机构作垂直方向的上下运动，以形成绞口，由导纬机构驱动走梭装置小车，不断地在轨道上往复跑动，依靠打纬机构和织边机构调整网孔的大小。小车在编织机中心线上以交接梭盒的方法传递梭盒，使梭盒从约30多根经线形成的开交口处穿过，行走距离比幅面稍大些。安装在梭盒上的小线盘边旋转边移动，从而不断地抽出纬线来，逐在经线中间往返穿引纬线，形成经纬交织的网孔，最后由卷取机构把已织好的金属网卷到卷网辊上，形成金属网。4.2 总体方案的确定无论什么型号的织机，

26、把金属丝编织成金属网，它必须协调地完成最基本的五种运动:开口运动、导纬运动、打纬运动、送经运动、卷网运动(通常称为织机的五大运动)。每织入网一根纬丝，织机的五大运动就要循环一次，他们除了在不同的空间，以不同的运动形式独立存在并相互联系外，各运动在其时间配合上要十分准确协调。因此，根据织机编织的零件，织机的总体设计方案，应从织机五大运动对应的五大机构开始设计。在进行织机总体设计时,要定出合理的经纬向通路，并在有限的面积和空间中妥善布置各零部件的位置，使其空间关系相互协调;一方面由于织造的各种织物的工艺需求，另一方面为了最有效的利用和缩短织机的一个运动周期的时间，以期提高织机的速度，必须注意织机各

27、机构彼此间的运动时间要紧密配合，使时间关系相互协调;在织机的一个运动周期中，某些机构的能量变化很大，引起能量不平衡，回转不均，振动和动力消耗的增大。要把能量变化大的因素找到，采取减轻摆动件的惯量等措施，减少能量变化的幅度，并设置合理的飞轮，使织机运转平稳、振动减少。4.3总体设计示意图总体设计示意图，如图4-1所示。1导纬机构 2送经机构 3开口机构 4、5打纬机构 6织边机构图4-1总体示意图金属织网机是由开口机构、导纬机构 、打纬机构、送经机构、卷网机构、织边机构、启动机构、传动机构、制动机构、保护装置、机架、电气控制部分组成。本机是使用一根安装在机架上的长轴作为主传动轴，通过链传动，使安

28、装在主轴传动零件同步转动；主轴带动安装在其上的送经凸轮、打纬凸轮、织边凸轮同步转动，通过杆机构使纵向布置的送经机构、打纬机构、织边机构运动；在织机小机架的中间设计了两根同样转速的副轴，通过锥齿轮传动带动曲柄机构，使走梭小车在滑轨上来回穿梭进行导纬运动；又由固定在小机架的开口凸轮使综框的篦子上下运动，形成开口；这样布置使得整机的总体安排更为合理。5 送经机构的设计1送经连杆 2棘轮 3辊子 4被动辊子轴 5主动辊子轴6万向接轴7送经摇杆 8送经凸轮 图5-1 送经机构 在织造过程中，为了保证织造生产的连续进行，必须将已制成的织物引离织口，绕到卷布辊上，同时从织轴上送出适当长度的经线，使经纬线能不

29、断地进行交织。这种送经动作，在织机上是由送经机构来完成的。5.1送经机构的作用 (1)将经丝均匀地从经辊送出; (2)调节每次送经长度; (3)根据需要调节经丝张力大小; (4)根据需要改变送经时间。5.2送经机构的工作原理 金属网织机送经机构的工作原理，是通过安装在织机主轴上的送经凸轮，使送经摇动杆摆动，从而通过送经连杆使送经棘轮转过一角度并带动经辊进行送经，返程时棘爪打滑，因此，送经为间歇式的。5.3送经机构组成 送经凸轮、送经摇杆、送经连杆、棘轮、辊子、主动辊子轴、被动辊子轴、万向接轴。5.4送经机构的分类一般织机，送经机构分为消极式送经和积极式送经。积极式送经，就是送经动作是积极主动的

30、，送经长度不受经丝张力大小的影响，也不受卷网长度的影。消极送经，就是送经动作是被动的，每次送经长度受经丝张力和卷网的影响。5.5间歇式送经机构及其分析 织机的送经机构主要由经丝送出装置所组成。（1）经丝送出装置如图5-1所示为织机送经机构。 当主轴1回转带动送经凸轮2转动时，使送经摇杆3向后摆动，通过万向接轴4送经连杆10，使棘爪5撑动棘轮6按顺时针方向转过一个角度。棘轮的转动，又引起主动橡胶辊子轴7上的橡胶辊9带动被动橡胶辊8回转，结果使织机经线能拖动织轴放出一定量的经线。当摆杆向织机前方向摆动时，连杆上的棘爪按逆时针方向在棘轮上滑过一定齿数，此时经纱虽力图拖动织轴，但因止动棘爪和压线橡胶辊

31、的摩擦作用，织轴回转受到限制，便停止送出经丝，使经丝保持一定张力，适应织造的需要。送经开始送经结束后止点前止点 图5-2 送经运动 由送经运动工作如图5-2所示可以看出，在这种送出装置中，棘轮回转并传动织轴送出经线，是在连杆处于前止点之后一定角度处开始，而到后止点处结束。由于送经并不发生在连杆处于前止点的时刻，因此，打纬时有较大的经线张力，有利于打紧织物;而送经几乎发生在综框处于静止时期，所以，对减少开口时经线的非弹性伸长很是有利。(2)送经量的分析 送经量就是在织造过程中织轴每次应送出的经纱长度。在织造过程中经纱受到拉伸，经纱同纬纱交织时会收缩，坯布下机后其经向张力减小还要继续收缩，因此，每

32、纬送经量应大于织物一根纬纱所占的经向长度，而织物中一根纬纱所占的经向长度又是织物下机纬密的倒数。它们之间的关系可用下式表示: （5-1）式中：织入一根纬线所占的经向长度； 经线织成网的收缩率； Pw下机纬密。由图6可知，该送经机构每纬的送经量可用下式表示： （5-2）式中：m每一纬棘轮转过的齿数; z棘轮6的齿数; D织轴绕经线直径。由公式(5-1)和(5-2)可知: 在织制的织物品种确定后，每纬送经量为已知的一定值，那么织轴绕纱直径D与每一纬棘轮转过的齿数m（或者与每次棘轮所转过的角度)成双曲线关系，如图5-3所示。在织造过程中，为了保持每次送经量的均匀，每一纬棘轮转过的齿数应随织轴绕纱直径

33、的减小而逐渐增加。满轴空轴织轴绕经直径（cm）棘轮转角度图5-3 织轴绕直径与棘轮转角的关系 在织制的织物品种确定后，满轴时每一纬棘轮转过的齿数m，这个m值便是上机时用来确定调节杆前端在导摺中初始位置的依据。 当织制织物的纬密改变时，送经量也改变。当织制织物的纬密大时，送经蚤较小，棘轮转过齿数也较少。而当织制织物的纬密小时，送经量较大，则棘轮转过齿数应当增加.这个关系从织轴满轴到空轴时均是如此。 织机送经机构，由于受机构结构的限制，棘轮最小的回转量为1/3齿，最大的回转量约为5齿。如果在织轴满轴时，回转量为1/3齿的送经量还嫌太大，则将会产生网面太松，开口不清等现象。相反，如果当织轴接近空轴时

34、，回转量为5齿的送经量仍嫌不足，则又会产生布面张力太大，断经增加等现象。由上述分析可知，此种送经机构所能送出的经纱量，有着一定的变化范围，即 (3)经线张力变化的分析经线上机张力，是指上机时处于综平位置的经线的静态张力，其值随所制织物品种的不同而异。在一般情况下，当织制紧度较小的织物时，应采用较小的上机张力，反之当织制紧度较大的织物时，应采用较大的上机张力。在生产中经线上机张力大小是否合适，视上轴开车织制时织物幅宽是否符合规定要求而定，如织物幅宽比规定狭或宽，就得重新调整上机张力。在实际动态情况下，经线张力的变化要比静态条件下复杂得多。不仅存在经线张力调节装置惯性的影响，而且机件变形以及摩擦阻

35、力等均使运转情况下的经线张力产生较大的变化。 经线张力之所以会这样地变化，是由于满轴时送经不足，经线张力变大。当织轴绕线直径到中等直径时，棘轮平均转过齿数和送经量比所要求的来得多，张力减小。当织轴绕线直径小到一定程度时，调节杆前端在调节杆导槽中耳上移到最高处，而后端则由于惯性力和摩擦力等影响不能在推动杆导槽中及时上移，造成进经量不足，经纱张力迅速增加。但当张力增加到足以克服各种阻力时，调节杆后端在推动杆导槽中便迅速上移，经线送出量增加，张力即告下降。随着织轴绕线直径继续减到空轴附近时，棘轮转过齿数和送经量又不能满足织造要求，张力又不断增加，有时比满轴时张力还要大。由此可见，调节杆两端在导槽中上

36、移的快慢不同，使每一纬棘轮转过的齿数m与织轴绕线直径D的变化不完全符合等于常数的变化规律，这是在织机上张力产生变化的主要原因。5.6送经机构设计5.6.1送经凸轮的设计 (1)送经凸轮机构选型根据题目要求，从动件作摆线运动，且所设计为一平面凸轮机构，因此凸轮选用平面凸轮机构中的盘形非对心组合凸轮(如图5-4所示)。 图5-4 送经凸轮(2)确定从动件的运动规律 根据题目要求，为防止从动件在行程端点位置产生“过冲现象”，要求从动件在对应位置上速度和加速度无突变。因此，选取从动件在推程和回程时运动规律为正弦加速运动规律。从动件运动规律绘制如图5-5所示：S 图5-5 从动件运动规律(3)计算从动件

37、的主要运动参数 因为从动件作的是正弦加速运动，设推程阶段以角速度 转动，经过时间，凸轮转过推程角，从动件升程为h。则从动件速度v=h/ =常数， 将v分别对时间求导和积分，可得从动件速度v、加速度a和位移s的方程。（5-5）（5-3）（5-4） 依据边界条件： 将其带入（5-3）、(5-4)、(5-5)中，可得从动件的方程为： 回程时凸轮转过回程角，从动件也从相应s=h逐渐减小到零，通过同样的方法可得出凸轮回程作等速运动的从动件运动方程为: （5-6）(4)确定凸轮基圆直径传动主轴轴径d=52mm，参考机械设计基础，取凸轮基圆直径为74mm。(5)凸轮轮廓设计 本次设计采用作图法设计凸轮轮廓。

38、具体做法法和图形如下： 取与位移曲线相同的比列尺画出凸轮基圆，由于凸轮与从动件是对心的，过基圆圆心作直线OB,B为直线与基圆的交点，则可以B作为从动件的起始位置。将推程=180六等分，回程=120四等分，利用“反转法”原理按1：1的比例从从动件位移图上量取各线段的长度，然后在各等分线延长线上得到凸轮轮廓上相应的点，将休止段用圆弧连接，再把得到的所有点用光滑的曲线连接起来，得到凸轮轮廓如图5-6所示。(6)凸轮副材料选择 凸轮选用45钢。(7)凸轮的结构设计和尺度设计 根据前面选型为盘形凸轮，取最小轴径处d=52m，轴与机架上轴承孔采用H7/k6过渡配合，用轴套、螺钉，以便在装配时用来定位和夹紧

39、，使凸轮工作时限制凸轮的轴向窜动，轴径d=52mm，凸轮宽度b取40mm。 图5-6 凸轮轮廓图解设计(8)凸轮副接触强度校核 根据凸轮机构设计与应用创新中凸轮副接触强度校核的公式： （5-7）式中为凸轮实际轮廓上的接触点的曲率半径，为从动件上的接触点的曲率半径，和分别为凸轮和从动件的泊松比，和分别为凸轮和从动件的材料的弹性模量，为凸轮副的法向压力。查现代机械设计手册表41得45钢的弹性模量E=196206Gpa，取E=200Gpa，即=200Gpa，泊松比=0.3即= =0.3，曲率半径=151mm，=37mm。求从动件的法向压力对从动件进行受力分析可知，从动件的法向压力可由下式计算而得：

40、其中为经线张力，为复位弹簧的弹力，为从动件所受的摩擦力。根据机织工艺与设备得经线张力的计算公式,式中为材料厚度，为材料的极限强度，为凸轮一个周期经线伸出的长度。设经线的直径为8mm，材料为Q235。设被冲材料的周长=30mm，查现代机械设计手册表4-2得Q235的=253Mpa，带入公式得：=302538=60720N,带入求得=1182Mpa。 计算许用接触应力 根据凸轮副的许用接触应力公式=/,查表7-3得45钢的=17HRC+200,安全系数取=1.1，为凸轮工作表面的粗糙度修正系数，取凸轮工作表面粗糙度=1.6um,则=0.95。为接触寿系数，且=,若NN0,则=1，其中为应力循环基数

41、，对45钢取=5，N为凸轮轮廓的应力循环次数，=60n,n为凸轮转速，为工作总时数。故=153658=4.38，=6082.354.38=2.164，故=1，=2=4.328,故也取1,则：=21710.95/1.1=187.4Mpa,所以。 (9)校核凸轮机构的压力角参考机械设计基础得推程角的许用压力角的范围为=300400，回程时一般不会发生自锁，可取较大值，一般在7080之间。因从动件的运动规律为正弦加速运动，且是摆线从动件的盘形凸轮机构，故可采用诺模图来校核其压力角。根据从动件为正弦加速运动规律，升程h=139mm,推程角=180，基圆半径=37mm,许用压力角取=35，h/=139/

42、37=3.8,根据机械设计基础图5-28中的a图，用直线连接图上=180及h/=3.8的两点，由该直线与下半圆标尺的交点得=25，满足。 5.6.2送经辊子及辊子轴的设计 (1)送经辊子及辊子轴材料的选择 送经辊子选用粗尼龙线，辊子轴选用45钢 (2)送经辊子及辊子轴结构的设计 根据实际的生产需求，设计送经辊子及辊子轴，如图5-7所示： 图5-7 送经辊子 (3)由于送经辊子轴不受过大载荷，故无需校核。5.6.3送经摇杆的设计 (1)送经摇杆材料的选用 选用45钢 (2)送经摇杆的结构设计 根据题目要求设计一摆杆形状的送经摇杆。如图5-8所示： 图5-8送经摇杆 (3)由于送经摇杆受力不大，故

43、无需校核。6 织边机构的设计6.1织边机构作用 织机的织边机构如图6-1所示,当主轴9回转带动织边凸轮8转动时，使送经摇杆7向后摆动，通过万向接轴5织边连杆轴1，使织边筘子按顺时针方向转过一个角度，使织边机构纬丝从剑勾上脱开后仍保持一定张力，防止纬丝回弹，提高截纬器捕抓纬丝的可靠性，使网边便于剪切整齐。6.2织边机构的工作原理金属网织机织边机构的工作原理，是通过安装在织机主轴9上的织边凸轮8，使织边摇动杆6摆动，从而通过织边连杆轴）使织边筘子4转过一角度，当纬线梭盘带动纬线通过时，筘子下降锁边，因此，形成织边。6.3织边机构组成织边机构组成(分左、右织边):织边凸轮、织边摇杆、织边连杆轴、织边

44、筘子。1织边连杆 2织边轴 3筘子连接件 4筘子 5织边万向接轴轴6织边摇杆7轴承 8织边凸轮 9主轴图6-1织边机构6.4织边机构的设计6.4.1织边凸轮的设计(1)凸轮机构选型根据题目要求，从动件作直线运动，且所设计为一平面凸轮机构，因此凸轮选用平面凸轮机构中的盘形对心凸轮如图6-2所示。 图6-2 织边凸轮 (2)确定从动件的运动规律根据题目要求，为防止从动件在行程端点位置产生“过冲现象”，要求从动件在对应位置上速度和加速度为零。因此，选取从动件在推程和回程时运动规律为正弦加速运动规律，现将从动件运动规律绘制如图6-3所示。图6-3从动件运动规律图(3)计算从动件的主要运动参数 因为从动

45、件作的是等速运动，设推程阶段以角速度 转动，经过时间，间求导和积分，可得从动件加速度a 、速度v和位移s的方程。（6-3）（6-1）（6-2） 依据边界条件， 将其带入（6-1）、（6-2）、（6-3）中，可得从动件的方程为： 回程时凸轮转过回程角，从动件也从相应s=h逐渐减小到零，通过同样的方法可得出凸轮回程作等速运动的从动件运动方程为:（4）确定凸轮基圆直径 取轴径d=20mm，由于凸轮与轴做成一体，参考机械设计基础，取凸轮基圆直径为25mm。（5）凸轮轮廓设计 本次设计采用作图法设计凸轮轮廓。具体做法法和图形如下：取与位移曲线相同的比列尺画出凸轮基圆，由于凸轮与从动件是对心的，过基圆圆心

46、作直线OB0,B0为直线与基圆的交点，则可以B1作为从动件的起始位置。将推程=180六等分，回程=120四等分，利用“反转法”原理按1：1的比例从从动件位移图上量取各线段的长度，然后在各等分线延长线上得到凸轮轮廓上相应的点，将休止段用圆弧连接，再把得到的所有点用光滑的曲线连接起来，得到凸轮轮廓如图6-4所示。 （6）凸轮副材料选择 凸轮选用45钢。 （7）凸轮结构设计根据要求选型为盘形凸轮，轴与机架上的轴承采用H7/k6过渡配合，采用套筒和螺钉以便在装配时用来定位和夹紧，在凸轮工作时限制凸轮的轴向窜动，轴径d=52mm，凸轮宽度b取30mm。 图6-4 织边凸轮轮廓图从动件摆角推程运动角远休角

47、 回程运动角近休角 图6-5 织边凸轮运动图 （8）凸轮副接触强度校核 根据凸轮机构设计与应用创新中凸轮副接触强度校核的公式： 式中为凸轮实际轮廓上的接触点的曲率半径，为从动件上的接触点的曲率半径，和分别为凸轮和从动件的泊松比，和分别为凸轮和从动件的材料的弹性模量，为凸轮副的法向压力。查现代机械设计手册表41得45钢的弹性模量E=196206Gpa，取E=200Gpa，即=200Gpa，泊松比=0.3即= =0.3，曲率半径=107，=37。 求从动件的法向压力 对从动件进行受力分析可知，从动件的法向压力可由下式计算而得： 其中为纬线张力，为弹簧的弹力，为从动件所受的摩擦力。查现代机械设计手册

48、得纬线张力的计算公式,式中为经线直径，为材料的极限强度，为所经线伸出的长度。经线直径为8mm，材料为Q235。一周期伸出的长度=30mm，查现代机械设计册表4-2得Q235的=253Mpa，带入公式得：=（0.30.5）302538=（1821618975）N,带入求得=1182Mpa。 计算许用接触应力 根据凸轮副的许用接触应力公式=/,查表7-3得45钢的=17HRC+200,安全系数取=1.1，为凸轮工作表面的粗糙度修正系数，取凸轮工作表面粗糙度=1.6um,则=0.95。为接触寿系数，且=,若N,则=1，其中为应力循环基数，对45钢取=5，N为凸轮轮廓的应力循环次数，=60n,n为凸轮

49、转速，为工作总时数。故=153658=4.38，=6082.354.38=2.164108，故=1，=2=4.328108,故也取1。则：=21710.95/1.1=187.4Mpa,所以。 （9）校核凸轮机构的压力角参考机械设计基础得推程角的许用压力角的范围为=3040，回程时一般不会发生自锁，可取较大值，一般在7080之间。因从动件的运动规律为等速运动，且是对心直从动件的盘形凸轮机构，故可采用诺模图来校核其压力角。根据从动件为等速运动规律，升程h=107mm,推程角=180，基圆半径=37mm,许用压力角取=35，h/=107/37=2.9,根据机械设计基础图5-28中的a图，用直线连接图

50、上=180及h/=2.9的两点，由该直线与下半圆标尺的交点得=20，满足。 6.4.2织边摇杆的设计 （1）织边摇杆的材料 选用45钢 （2）织边摇杆的结构设计 根据题目要求设计，如图6-6所示。 （3）由于织边摇杆受力不大，故无需校核。 图6-6 织边摇杆 7传动主轴的设计7.1确定作用于轴上的载荷减速器低速轴转速 (r/min) （7-1） 减速器低速轴功率 (KW) （7-2） 减速器低速轴转矩 （7-3） 主轴上减速器小链轮的转速 （7-4） 传递到主轴的功率 (KW) （7-5） 主轴上的转矩 7.2轴材料的选择，估算最小直径 (1)材料：选用45号钢调质处理。查机械设计课本第148

51、页表10-1取 C=110。 (2)估算最小直径，根据机械设计课本第148页式（10-2）可得：(mm) （7-6）由表10-1查得C=117106，因为轴的最小直径段上无弯矩，取C=110。考虑到轴的强度，将轴加大4%，所以取=1.0432.5534mm7.3轴的设计与校核 (1)计算支座反力，如图7-1（a） 根据链轮计算公式，可得链轮速度V、有效圆周力、压轴力； (7-7) (7-8) (7-9)由可得支座反力； (2)计算弯矩并画弯矩图由，弯矩图如图7-1（b）所示。 (3)计算转矩并画转矩图 如图7-1(c)所示，T1=573750(Nmm),T2=247360(Nmm) (4)计算

52、C处最大弯矩量（Nmm） (7-10) 其中T1按脉动循环变化处理，=0.6。 (5)危险截面轴径的验算 由弯矩图可知C点是危险截面，只需要验算C点处轴径即可。 由机械设计课本第149页公式（10-5）得(mm) (7-11)其中-1b=55MP是由表10-2按碳钢b=600MPa查的。实际设计的轴C点处的轴径d4=58mm,考虑到键槽对轴强度的削弱加大4%，仍然是足够安全的。BCA (a)1147500（Nmm）XM (b) X(c)T/Nmm247360Nmm573750Nmm 图7-1 轴的受力图7.4 轴承的设计和校核本设计中使用了很多轴承，其中上摇杆轴使用的轴承所承受的轴承应力比较小

53、，故不作校核。现对下传动主轴的轴承进行校核轴承：根据部标GB/T7810，UCP210型座如图7-2所示，配以UC200、UEL200型轴承、UK200+H2300型轴承，可装配成为带立式座偏心套外球面球轴承或带立式座紧定套外球面球轴承，根据传动主轴的受力要求选用带顶丝外球面轴承UC210型深沟球轴承，轴承数据如下： 图7-2 UCP210型深沟球轴承座表7-1 UC210参数轴承型号d(mm)D(mm)Cr(N)C.r(N)UC21050902698019840轴承的校核：表7-2 轴承校核计算项目计算内容计算结果轴承的径向载荷=952N轴承转速由以上可知，=45r/min=45r/min轴

54、向载荷由以上计算可知，=0N=0N=0/9420=0e查表18.7e=0.16=0/9520eX、Y查表18.7X=1；Y=0冲击载荷系数查表18.8=1.2当量动载荷P=1142.4轴承预期使用寿命= =24000h=24000h计算额定动载荷=4588N基本额定动载荷由上表可知=13200N由于=4068N，故选用UCP210型深沟球轴承可以满足轴承寿命的要求。8 电机的选择 (1)计算电机所需功率： 查简明机械设计手册第921页表1-7： 带传动效率：0.96 每对轴承传动效率：0.99 圆柱齿轮的传动效率：0.96 联轴器的传动效率：0.993 链轮的传动效率：0.90 电机至工作机之

55、间的传动装置的总效率： (8-1) (8-2) KW (8-3) (2)确定电机的转速: 查机械课程设计指导书第7页表1：取V带传动比i=24选择JZQ-250圆柱齿轮减速器，执行标准JB/T8853-2001,减速比i=2324所以电动机转速的可选范围是：=20(24）（2324）=9201920/min符合这一范围的转速有：750、960、1440、2900根据电动机所需功率和转速查机械课程设计简明手册第275页表10-8，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，因此选用电动机型号为Y132S-6，其主要参数如下： 额定功率3 kW; 满载转速960 r/min;

56、同步转速1000 r/min;质量63kg。结束语通过在南阳盛元机电工矿设备有限公司进行顶岗实习。笔者了解了金属网织机的组成、工作原理；了解了织机送经机构、织边机构的国内外研究现状；并对的是金属织网机传动部分的送经机构、织边机构进行了设计。另外，对现场遇到问题及时请教指导老师杜老师和企业技术骨干，对设计过程有了初步地了解。通过本毕业设计不仅进一步加深我对机械理论知识的理解，培养我的综合应用机械专业的多门课程的理论知识解决实际问题的能力，培养了我的实践和实际动手能力、提高我的全面素质。通过查阅相关手册，掌握获取工程数据的方法，提高我收集信息、对信息进行价值判断、信息整理、信息加工的能力；培养我制订机械加工工艺规程的原则、步骤和方法，培养了我编写技术文件的能力，为即将走上工作岗位的我打下一个良好的基础。最重要的是，杜老师给予我终生受用的思想方针：“一切往前赶。” 与学院领导及企业领导合影留念在南