1、南 陽 理 工 學 院 本科生畢業設計(論文) 學院（系）： 機械與汽車工程學院 專 業：機械設計制造及其自動化 學 生： 趙 世 界 指導教師 ： 杜 新 宇 完成日期 2012 年 5 月南陽理工學院本科生畢業設計（論文）金屬織網機傳動部分的設計transmission device design of metal net weaving machine 總 計：畢業設計（論文)38頁表 格： 3個插 圖： 22幅金屬織網機傳動部分的設計 南 陽 理 工 學 院 本 科 生 畢 業 設 計（論文）金屬織網機傳動部分的設計transmission device design of metal

2、 net weaving machine 學院(系)： 機械與汽車工程學院 專 業: 機械設計制造及其自動化 學生姓名： 趙 世 界 學 號： 104021020015 指導教師(職稱)： 杜新宇 (副教授) 評閱教師： 完成日期： 2012年5月 01日 南陽理工學院nanyang institute of technology 金屬織網機傳動部分的設計金屬織網機傳動部分的設計機械設計制造及其自動化 趙世界摘 要 本課題是為南陽盛元機電有限公司礦用金屬防護網的編織而設計的專用金屬網織機，按照任務書的要求，本課題主要對金屬網織機送經機構、織邊機構進行設計。通過在南陽盛元機電公司進行兩個月的畢業

3、頂崗實習，了解了織機的編織工藝及其工作原理，確定了送經機構、織邊機構的運動順序，并根據企業的實際生產需求，擬定了金屬網織機送經機構、織邊機構的設計方案；完成了送經機構、織邊機構的設計，對傳動主軸進行了強度校核，繪制了織機的裝配圖、零件圖。本設計符合金屬網編織工藝要求，滿足了南陽盛元機電有限公司的使用要求，達到降低工人勞動強度，提高生產效率的目的。關鍵詞 織網機；送經；織邊；主軸；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 錄1 引言11.1國外現狀11.2國內現狀22 選題背景32.1選題的目的、意義32.2在企業實地做畢業設計32.3課題的解決方案42.4任務的分配43 金屬織網機的編織工藝63.1金屬網編織的基本工藝流程63.2 織網過程63.3織網機的組成63.3.1主要機構73.3.2輔助機構74金屬網織機的總體設計方案74.1 工作原理74.2 總體方案的確定74.3總體設

8、計示意圖85 送經機構的設計95.1送經機構的作用95.2送經機構的工作原理95.3送經機構組成95.4送經機構的分類105.5間歇式送經機構及其分析105.6送經機構設計125.6.1送經凸輪的設計125.6.2送經輥子及輥子軸的設計175.6.3送經搖桿的設計176 織邊機構的設計186.1織邊機構作用186.2織邊機構的工作原理186.3織邊機構組成196.4織邊機構的設計196.4.1織邊凸輪的設計196.4.2織邊搖桿的設計247傳動主軸的設計257.1確定作用于軸上的載荷257.2軸材料的選擇，估算最小直徑257.3軸的設計與校核267.4 軸承的設計與校核278 電機的選擇29結

9、束語30參考文獻31致謝3231 金屬織網機傳動部分的設計姓名：趙世界 學號：104021020015 班級：20100210011 引言本課題所設計的金屬網織機主要用于礦用防護網的編織，是一種專業化的織網機床。它是通過走絲機構的包膠壓輥，靠摩擦力有大繩盤上抽出緯線鋼絲，并向前均勻移動；依靠棘輪及小擺桿調整網孔大小。其驅動力靠送抒擺桿通過小擺桿傳遞，隨著鋼絲移動的同時，走梭裝置小車，不斷地在軌道上往復跑動。小車在編織機中心線上以交接梭盒的方法傳遞梭盒，使梭盒從約30多根經線形成的開交口處穿過，行走距離比幅面稍大些。安裝在梭盒上的小線盤邊旋轉邊移動，從而不斷地抽出緯線來，逐在經線中間往返穿引緯線

10、，形成經緯交織的網孔。絲網是現代社會生產中不可缺少的產品，它被廣泛用于航空航天、國防軍工、汽車、船舶、精密機床、電子通訊、石油、紡織、化工、冶金、陶瓷、磨料、印刷、造紙、食品、建材等行業的流體過濾、顆粒篩分、漏印技術、防波防光、防護、骨架支撐等，用途極為廣泛。特別是隨著編織網制造技術的提高，其應用對象也在不斷被延伸。20世紀初，金屬絲編織網由西歐傳入我國，最早在天津出現了專門從事生產銷售的民營絲網企業，目前，國內已有幾十萬人參與到絲網貿易鏈的各個環節中。自中國加入wto以來,“中國制造”在世界范圍影響的擴大，由于我國使用的金屬絲編織網的設備、技術基本來自德國、日本等國家，廣泛采用din標準、j

11、is標準及iso標準，但隨著貿易規模的不斷擴大，中國已成為金屬絲編織網的制造大國，如何提高我國織網機的技術水平，成為制約行業整體水平提高的瓶頸。1.1國外現狀國外新型高速織機在高精度和穩定可靠的送經系統，機構的數字化和多電機協同控制。對于主要進行張力和開車痕控制的電子送經卷取系統，國外目前已經有比較成熟的產品。德國的百格拉公司，意大利的阿格純等公司的電子送經系統有相對比較高的控制水平。電子送經控制中關鍵技術是張力控制的穩定性，響應性和精度，以及開車痕的消除水平等。德國百格拉公司的電子送經和電子卷取控制系統采用步進電機作為驅動電機，最新產品已開始基十伺服電機控制，張力控制算法采用智能pid算法，

12、價格是國內同類產品的兩到二倍。意大利的阿格純公司電子送經和電子卷取控制系統采用交流伺服電機作為驅動電機，德國的亞探技術研究院展開了基十神經網絡的電子送經卷取系統中的張力控制技術研究。國外生產的金屬織網機傳動部分實用生產速度一般比國內高10-20%，產量大、效率高；傳動部分具備高度智能化的功能，編織過程中實現了各種工藝參數化；運行狀態的在線測試、顯示和自動調節，實時控制。另外，傳動部分配有專家系統，只要輸入很少的幾個參數，生產所需的控制條件便會自動生成并顯示機械調整部分的推薦值。具備故障顯示和自動排除，遠程診斷和服務等功能。國外先進織機傳動部分實現了自動化、連續化生產，生產車間配有設備信息采集處

13、理系統，特別適合生產高端產品。其中瑞士蘇爾壽公司的66300型織機和必佳樂公司生產的gammax型織機，采用犯位多處理機系統結構，可以與互聯網連接。意大利的德盟公司，它的整個系統是一個有機的整體，每部分也相互獨立，這樣能解決掉許多獨立控制模塊帶來的問題。國外織機也很注重節能、降耗、減排的綠色環保生產并注重工業化設計和人性化設計。1.2國內現狀但是到目前為止國內還沒有研究出穩定的可供高速織機的電子送經系統。國內廠家對織機的理論研究相對較少，采用的新理論和技術很少，主要從工程實踐中摸索，嚴重限制了織機技術水平的提高。但也取得了很大的進步。東華大學陳革和何勇等展開了基十步進電機的電子送經和卷取系統的

14、研究，控制器采用單片機，經線張力控制算法采用常規pid算法；東華大學沈丹峰等介紹了一種具有pi補償回路的經線張力控制系統的數學模型，采用離線識的方法得到該模型的傳遞函數；浙江大學周首源等在分析了傳統控制方法不足的基礎上，提出將模糊控制應用十經線恒張力控制中的參數控制。浙江大學陳宗農等展開了基于arm和交流伺服電機的電子送經卷取系統的研究，展開了織機張力控制策略的研究。織機的送經機構可以分為機械式和電子式兩種。機械式送經機構由于在傳動件連接點的摩擦、間隙、構件的運動慣性等因素，調節系統的動態響應較緩慢，經紗張力補償不及時，調節難于精確。隨著織機轉速的提高和各部件間聯動等自動化要求的加強，機械式送

15、經機構的不足之處日益明顯，并逐漸被電子式送經機構替代。電子送經又可以分為連續式電子送經和間歇式電子送經。由于間歇式電子送經機構其經紗張力自動控制主要是通過控制送經電機正向啟動時間的長短來實現的，是一種以前的織機上采用的簡單的電子送經控制形式，滿足不了目前提高織機轉速的要求，且長時間停車后，重新開車將會形成開車痕，影響織物質量，無法滿足對經紗張力均勻性要求較高的織物，因此現在較多的采用了連續式電子送經機構。我國河北安平縣素有“絲網之鄉”之稱，河北的絲網機械制造企業也取得了好大的進步。例如河北安平精密機械絲網廠研發出能編織經緯網、 勾花網、菱形網、草原網、鋼筋網等各類網狀的金屬網織機；河北安平縣華

16、鋼絲網機械制造廠專業生產的煤礦網機械，采用了全自動織邊機構邊，編出的網片平整，美觀大方、網幅寬窄可調，絲徑粗細可調。整機性能可靠故障少，維修方便，現已成為我國煤炭行業重點推行的新技術。盡管我們的金屬網織機制造水平有了很大程度的提高，但國內的織機仍然主要以中低檔產品為主，高檔織機仍需要進口，因此研發綠色化、智能化、人性化，環保的金屬織機十分必要。2 選題背景2.1選題的目的、意義南陽盛元機電設備有限公司承擔了平煤集團首山礦的巷道金屬防護網的織造工作。目前國產金屬織網機的性能、質量等日益完備，金屬織網機的自動化程度也在逐步的提高。由于行業起步較晚，在我國大部分中小型生產廠家中，金屬織網機傳動部分的

17、性能和質量還存在一定問題，生產效率也有待提高，因此，進一步改進和完善金屬織網機傳動部分的問題，是時下亟待解決的問題。 為了滿足南陽盛元機電有限公司金屬網織機傳動部分的送經機構、織邊機構，根據需要改變送經時間、調節經絲張力大小、調節每次送經長度，將經絲均勻地從經輥送出的要求，使織邊機構緯絲從劍勾上脫開后仍保持一定張力，防止緯絲回彈，提高截緯器捕抓緯絲的可靠性，使網邊便于剪切整齊的要求，對金屬網織機送經機構、織邊機構進行了合理化設計。通過本次設計，提高金屬織網機傳動部分送經機構和織邊機構的穩定可靠程度，節省部分人力操作，降低工人勞動強度,提高生產技術水平，增加生產效益。同時也可以較為全面地檢驗學生

18、對本專業相關知識和技能的掌握情況,能夠真正的做一次實戰演習，能夠把我們的設計出的產品直接應用的實際生產中，能夠滿足企業是生產要求；培養學生其創新意識，提高其技術應用能力,增強其職業綜合素質,最終有利于其順利就業。2.2在企業實地做畢業設計這次設計的目的是滿足南陽盛元機電工礦設備有限公司的對金屬網織機送經機構、織邊機構工作省時、省工、高質、高效、經濟的需要，在指導老師杜新宇的帶領下，我們去了盛元機電公司的生產現場，進行了為期兩個月的頂崗實習，并在企業進行畢業設計。通過與杜老師、公司領導和技術人員的溝通、請教，對原有設備進行了了解，分析了金屬網織機的送經機構、織邊機構的工藝，擬定了送經機構、織邊機

19、構的設計方案。 圖2-1 公司技術人員在指導 圖2-2研究織網機傳動主軸2.3課題的解決方案金屬網織機是由許多機構協調動作來實現工作的。它有開口、導緯、打緯、卷取、送經五大運動組成，對應“五大運動”，形成織機的主要機構： 開口機構、導緯機構、打緯機構、卷取機構和送經機構。輔助機構包括：傳動機構、織邊機構和機架等。本課題即是針對南陽盛元機電公司的金屬織網工藝而設計金屬織網機的傳動部分。它包括傳動機構、送經機構和織邊機構。傳動機構是通過傳動軸、曲軸、踏盤軸及相應的齒輪，把電機的動力傳遞給各機構，使它們按一定的規律運動；送經機構是使經絲縱向運動的機構；織邊機構是把緯絲夾住，防止緯絲回彈，保證緯絲不窩

20、曲，平直推人織口(無梭織機);把緯絲勾住，防止緯絲勒邊，保證網邊平整(有梭織機)。為了使金屬網織機送經機構、織邊機構根據需要改變送經時間、調節經絲張力大小、調節每次送經長度，將經絲均勻地從經輥送出的要求；使織邊機構在緯絲從劍勾上脫開后仍保持一定張力，防止緯絲回彈，提高織邊的可靠性，使網邊便于剪切整齊的要求。通過對礦用金屬防護網織機的編織工藝的了解及送經機構、織邊機構的工藝分析和動作順序；對送經、織邊機構的主要傳動零件進行了合理化設計，優化了送經凸輪、織邊凸輪的輪廓曲線。通過本次設計，能使送經機構、織邊機構在機器工作周期長，受到振動和工作載荷時，能保證準確的運動軌跡，使機器正常工作；使金屬網織機

21、傳動部分的送經機構、織邊機構傳動更準確、更穩定。另外，便于金屬網織機的拆裝和維修，以及部分零部件的更換。2.4任務的分配金屬織網機是以大量通用部件為基礎的機械設備，它主要由開口機構、導緯機構、打緯機構、卷取機構、送經機構五大機構組成。本織機的設計有兩個人共同完成，李志剛負責織網部分的設計，本人主要負責傳動部分的送經機構、織邊機構的設計。圖2-3 杜老師在指導 圖2-4被加工零件 3 金屬織網機的編織工藝3.1金屬網編織的基本工藝流程金屬網編織的基本工藝流程如表3-1所示。 表3-1 金屬網編織工藝流程整經把經絲，從絲絡子引出，組成一幅絲片緊密地卷繞在經輥上。穿綜、穿箱將卷繞在經軸上的經絲按一定

22、的織物組織要求順序穿入固定在綜框上的綜片及箱孔內。綁機對在機上穿經的，把穿好經絲的鋼箱向經絲方向慢慢移到走劍臺的鋼箱槽內。 調機調試織網機，使其各部分正常工作。織造在織機上按照編織工藝要求，使經絲和緯絲相互交織編織成一定結構的金屬網。 下網 通過卷網機構均勻地將織好的金屬網卷到卷網輥上。 檢驗對金屬絲編織方孔網的織質量進行檢驗 3.2 織網過程 織造是金屬絲編織網工程的重要工序，其任務是在織機上按照金屬絲編織網組織的工藝要求，使經絲和緯絲相互交織編織成一定結構的金屬網。金屬網在織機上的形成過程是相當復雜的，它是在以下幾個工藝程序有機配合下完成的。(1)經絲按照金屬網組成的工藝要求作垂直方向的上

23、下運動，以形成絞口。(2)把緯絲引人所形成的絞口。 (3)把引人的緯絲打向織口。 (4)把已織好的金屬網卷到卷網輥上。 (5)隨著金屬網的形成，不斷地從經軸上引出經絲。上述五個工藝程序簡稱“五大運動”，在織造過程中，這五個運動(開口、導緯、打緯、卷取、送經)連續不斷地循環，因而不斷形成金屬網。3.3織網機的組成 3.3.1主要機構 (1)使經絲在垂直方向上下運動的開口機構。(2)把緯絲引人絞口的導緯機構。 (3)把引人的緯絲打入織口的打緯機構。(4)使金屬網縱向運動的卷取機構。(5)使經絲縱向運動的送經機構。 3.3.2輔助機構 在織機上除直接參與織造的主要機構外，還裝設有下列輔助機構或裝置。

24、(1)啟動機構控制織機開動與停轉。 (2)傳動機構通過傳動軸、曲軸、踏盤軸及相應的齒輪，把電機的動力傳遞給各機構，使它們按一定的規律運動。(3)制動機構阻止織機停機后的慣性運轉。(4)保護裝置(經緯自停裝置)當斷經或斷緯時，使織機自動停機，防止產生網病。 (5)織邊機構把緯絲夾住，防止緯絲回彈，保證緯絲不窩曲，平直推人織口(無梭織機);把緯絲勾住，防止緯絲勒邊，保證網邊平整(有梭織機)。 (6)機架由墻板和梁檔組成，用于安裝織機上的各個機構和裝置。此外，機上整經的織機還裝有整經機構，用于完成整經工序的任務。4金屬網織機的總體設計方案4.1 工作原理織機是由電機提供原動力，通過帶傳動、減速器，將

25、動力傳遞于減速器大鏈輪，經由鏈傳動將動力傳遞到主軸上，送經機構上的包膠壓輥，靠摩擦力將大繩盤上經線鋼絲抽出，并向前均勻移動；經絲按照金屬網組成的工藝要求，通過開口機構作垂直方向的上下運動，以形成絞口，由導緯機構驅動走梭裝置小車，不斷地在軌道上往復跑動，依靠打緯機構和織邊機構調整網孔的大小。小車在編織機中心線上以交接梭盒的方法傳遞梭盒，使梭盒從約30多根經線形成的開交口處穿過，行走距離比幅面稍大些。安裝在梭盒上的小線盤邊旋轉邊移動，從而不斷地抽出緯線來，逐在經線中間往返穿引緯線，形成經緯交織的網孔，最后由卷取機構把已織好的金屬網卷到卷網輥上，形成金屬網。4.2 總體方案的確定無論什么型號的織機，

26、把金屬絲編織成金屬網，它必須協調地完成最基本的五種運動:開口運動、導緯運動、打緯運動、送經運動、卷網運動(通常稱為織機的五大運動)。每織入網一根緯絲，織機的五大運動就要循環一次，他們除了在不同的空間，以不同的運動形式獨立存在并相互聯系外，各運動在其時間配合上要十分準確協調。因此，根據織機編織的零件，織機的總體設計方案，應從織機五大運動對應的五大機構開始設計。在進行織機總體設計時,要定出合理的經緯向通路，并在有限的面積和空間中妥善布置各零部件的位置，使其空間關系相互協調;一方面由于織造的各種織物的工藝需求，另一方面為了最有效的利用和縮短織機的一個運動周期的時間，以期提高織機的速度，必須注意織機各

27、機構彼此間的運動時間要緊密配合，使時間關系相互協調;在織機的一個運動周期中，某些機構的能量變化很大，引起能量不平衡，回轉不均，振動和動力消耗的增大。要把能量變化大的因素找到，采取減輕擺動件的慣量等措施，減少能量變化的幅度，并設置合理的飛輪，使織機運轉平穩、振動減少。4.3總體設計示意圖總體設計示意圖，如圖4-1所示。1導緯機構 2送經機構 3開口機構 4、5打緯機構 6織邊機構圖4-1總體示意圖金屬織網機是由開口機構、導緯機構 、打緯機構、送經機構、卷網機構、織邊機構、啟動機構、傳動機構、制動機構、保護裝置、機架、電氣控制部分組成。本機是使用一根安裝在機架上的長軸作為主傳動軸，通過鏈傳動，使安

28、裝在主軸傳動零件同步轉動；主軸帶動安裝在其上的送經凸輪、打緯凸輪、織邊凸輪同步轉動，通過桿機構使縱向布置的送經機構、打緯機構、織邊機構運動；在織機小機架的中間設計了兩根同樣轉速的副軸，通過錐齒輪傳動帶動曲柄機構，使走梭小車在滑軌上來回穿梭進行導緯運動；又由固定在小機架的開口凸輪使綜框的篦子上下運動，形成開口；這樣布置使得整機的總體安排更為合理。5 送經機構的設計1送經連桿 2棘輪 3輥子 4被動輥子軸 5主動輥子軸6萬向接軸7送經搖桿 8送經凸輪 圖5-1 送經機構 在織造過程中，為了保證織造生產的連續進行，必須將已制成的織物引離織口，繞到卷布輥上，同時從織軸上送出適當長度的經線，使經緯線能不

29、斷地進行交織。這種送經動作，在織機上是由送經機構來完成的。5.1送經機構的作用 (1)將經絲均勻地從經輥送出; (2)調節每次送經長度; (3)根據需要調節經絲張力大小; (4)根據需要改變送經時間。5.2送經機構的工作原理 金屬網織機送經機構的工作原理，是通過安裝在織機主軸上的送經凸輪，使送經搖動桿擺動，從而通過送經連桿使送經棘輪轉過一角度并帶動經輥進行送經，返程時棘爪打滑，因此，送經為間歇式的。5.3送經機構組成 送經凸輪、送經搖桿、送經連桿、棘輪、輥子、主動輥子軸、被動輥子軸、萬向接軸。5.4送經機構的分類一般織機，送經機構分為消極式送經和積極式送經。積極式送經，就是送經動作是積極主動的

30、，送經長度不受經絲張力大小的影響，也不受卷網長度的影。消極送經，就是送經動作是被動的，每次送經長度受經絲張力和卷網的影響。5.5間歇式送經機構及其分析 織機的送經機構主要由經絲送出裝置所組成。（1）經絲送出裝置如圖5-1所示為織機送經機構。 當主軸1回轉帶動送經凸輪2轉動時，使送經搖桿3向后擺動，通過萬向接軸4送經連桿10，使棘爪5撐動棘輪6按順時針方向轉過一個角度。棘輪的轉動，又引起主動橡膠輥子軸7上的橡膠輥9帶動被動橡膠輥8回轉，結果使織機經線能拖動織軸放出一定量的經線。當擺桿向織機前方向擺動時，連桿上的棘爪按逆時針方向在棘輪上滑過一定齒數，此時經紗雖力圖拖動織軸，但因止動棘爪和壓線橡膠輥

31、的摩擦作用，織軸回轉受到限制，便停止送出經絲，使經絲保持一定張力，適應織造的需要。送經開始送經結束后止點前止點 圖5-2 送經運動 由送經運動工作如圖5-2所示可以看出，在這種送出裝置中，棘輪回轉并傳動織軸送出經線，是在連桿處于前止點之后一定角度處開始，而到后止點處結束。由于送經并不發生在連桿處于前止點的時刻，因此，打緯時有較大的經線張力，有利于打緊織物;而送經幾乎發生在綜框處于靜止時期，所以，對減少開口時經線的非彈性伸長很是有利。(2)送經量的分析 送經量就是在織造過程中織軸每次應送出的經紗長度。在織造過程中經紗受到拉伸，經紗同緯紗交織時會收縮，坯布下機后其經向張力減小還要繼續收縮，因此，每

32、緯送經量應大于織物一根緯紗所占的經向長度，而織物中一根緯紗所占的經向長度又是織物下機緯密的倒數。它們之間的關系可用下式表示: （5-1）式中：織入一根緯線所占的經向長度； 經線織成網的收縮率； pw下機緯密。由圖6可知，該送經機構每緯的送經量可用下式表示： （5-2）式中：m每一緯棘輪轉過的齒數; z棘輪6的齒數; d織軸繞經線直徑。由公式(5-1)和(5-2)可知: 在織制的織物品種確定后，每緯送經量為已知的一定值，那么織軸繞紗直徑d與每一緯棘輪轉過的齒數m（或者與每次棘輪所轉過的角度)成雙曲線關系，如圖5-3所示。在織造過程中，為了保持每次送經量的均勻，每一緯棘輪轉過的齒數應隨織軸繞紗直徑

33、的減小而逐漸增加。滿軸空軸織軸繞經直徑（cm）棘輪轉角度圖5-3 織軸繞直徑與棘輪轉角的關系 在織制的織物品種確定后，滿軸時每一緯棘輪轉過的齒數m，這個m值便是上機時用來確定調節桿前端在導摺中初始位置的依據。 當織制織物的緯密改變時，送經量也改變。當織制織物的緯密大時，送經蚤較小，棘輪轉過齒數也較少。而當織制織物的緯密小時，送經量較大，則棘輪轉過齒數應當增加.這個關系從織軸滿軸到空軸時均是如此。 織機送經機構，由于受機構結構的限制，棘輪最小的回轉量為1/3齒，最大的回轉量約為5齒。如果在織軸滿軸時，回轉量為1/3齒的送經量還嫌太大，則將會產生網面太松，開口不清等現象。相反，如果當織軸接近空軸時

34、，回轉量為5齒的送經量仍嫌不足，則又會產生布面張力太大，斷經增加等現象。由上述分析可知，此種送經機構所能送出的經紗量，有著一定的變化范圍，即 (3)經線張力變化的分析經線上機張力，是指上機時處于綜平位置的經線的靜態張力，其值隨所制織物品種的不同而異。在一般情況下，當織制緊度較小的織物時，應采用較小的上機張力，反之當織制緊度較大的織物時，應采用較大的上機張力。在生產中經線上機張力大小是否合適，視上軸開車織制時織物幅寬是否符合規定要求而定，如織物幅寬比規定狹或寬，就得重新調整上機張力。在實際動態情況下，經線張力的變化要比靜態條件下復雜得多。不僅存在經線張力調節裝置慣性的影響，而且機件變形以及摩擦阻

35、力等均使運轉情況下的經線張力產生較大的變化。 經線張力之所以會這樣地變化，是由于滿軸時送經不足，經線張力變大。當織軸繞線直徑到中等直徑時，棘輪平均轉過齒數和送經量比所要求的來得多，張力減小。當織軸繞線直徑小到一定程度時，調節桿前端在調節桿導槽中耳上移到最高處，而后端則由于慣性力和摩擦力等影響不能在推動桿導槽中及時上移，造成進經量不足，經紗張力迅速增加。但當張力增加到足以克服各種阻力時，調節桿后端在推動桿導槽中便迅速上移，經線送出量增加，張力即告下降。隨著織軸繞線直徑繼續減到空軸附近時，棘輪轉過齒數和送經量又不能滿足織造要求，張力又不斷增加，有時比滿軸時張力還要大。由此可見，調節桿兩端在導槽中上

36、移的快慢不同，使每一緯棘輪轉過的齒數m與織軸繞線直徑d的變化不完全符合等于常數的變化規律，這是在織機上張力產生變化的主要原因。5.6送經機構設計5.6.1送經凸輪的設計 (1)送經凸輪機構選型根據題目要求，從動件作擺線運動，且所設計為一平面凸輪機構，因此凸輪選用平面凸輪機構中的盤形非對心組合凸輪(如圖5-4所示)。 圖5-4 送經凸輪(2)確定從動件的運動規律 根據題目要求，為防止從動件在行程端點位置產生“過沖現象”，要求從動件在對應位置上速度和加速度無突變。因此，選取從動件在推程和回程時運動規律為正弦加速運動規律。從動件運動規律繪制如圖5-5所示：s 圖5-5 從動件運動規律(3)計算從動件

37、的主要運動參數 因為從動件作的是正弦加速運動，設推程階段以角速度 轉動，經過時間，凸輪轉過推程角，從動件升程為h。則從動件速度v=h/ =常數， 將v分別對時間求導和積分，可得從動件速度v、加速度a和位移s的方程。（5-5）（5-3）（5-4） 依據邊界條件： 將其帶入（5-3）、(5-4)、(5-5)中，可得從動件的方程為： 回程時凸輪轉過回程角，從動件也從相應s=h逐漸減小到零，通過同樣的方法可得出凸輪回程作等速運動的從動件運動方程為: （5-6）(4)確定凸輪基圓直徑傳動主軸軸徑d=52mm，參考機械設計基礎，取凸輪基圓直徑為74mm。(5)凸輪輪廓設計 本次設計采用作圖法設計凸輪輪廓。

38、具體做法法和圖形如下： 取與位移曲線相同的比列尺畫出凸輪基圓，由于凸輪與從動件是對心的，過基圓圓心作直線ob,b為直線與基圓的交點，則可以b作為從動件的起始位置。將推程=180°六等分，回程=120°四等分，利用“反轉法”原理按1：1的比例從從動件位移圖上量取各線段的長度，然后在各等分線延長線上得到凸輪輪廓上相應的點，將休止段用圓弧連接，再把得到的所有點用光滑的曲線連接起來，得到凸輪輪廓如圖5-6所示。(6)凸輪副材料選擇 凸輪選用45鋼。(7)凸輪的結構設計和尺度設計 根據前面選型為盤形凸輪，取最小軸徑處d=52m，軸與機架上軸承孔采用h7/k6過渡配合，用軸套、螺釘，以

39、便在裝配時用來定位和夾緊，使凸輪工作時限制凸輪的軸向竄動，軸徑d=52mm，凸輪寬度b取40mm。 圖5-6 凸輪輪廓圖解設計(8)凸輪副接觸強度校核 根據凸輪機構設計與應用創新中凸輪副接觸強度校核的公式： （5-7）式中為凸輪實際輪廓上的接觸點的曲率半徑，為從動件上的接觸點的曲率半徑，和分別為凸輪和從動件的泊松比，和分別為凸輪和從動件的材料的彈性模量，為凸輪副的法向壓力。查現代機械設計手冊表41得45鋼的彈性模量e=196206gpa，取e=200gpa，即=200gpa，泊松比=0.3即= =0.3，曲率半徑=151mm，=37mm。求從動件的法向壓力對從動件進行受力分析可知，從動件的法向

40、壓力可由下式計算而得： 其中為經線張力，為復位彈簧的彈力，為從動件所受的摩擦力。根據機織工藝與設備得經線張力的計算公式,式中為材料厚度，為材料的極限強度，為凸輪一個周期經線伸出的長度。設經線的直徑為8mm，材料為q235。設被沖材料的周長=30mm，查現代機械設計手冊表4-2得q235的=253mpa，帶入公式得：=30×253×8=60720n,帶入求得=1182mpa。 計算許用接觸應力 根據凸輪副的許用接觸應力公式=/××,查表7-3得45鋼的=17hrc+200,安全系數取=1.1，為凸輪工作表面的粗糙度修正系數，取凸輪工作表面粗糙度=1.6um

41、,則=0.95。為接觸壽系數，且=,若n>n0,則=1，其中為應力循環基數，對45鋼取=5×，n為凸輪輪廓的應力循環次數，=60n,n為凸輪轉速，為工作總時數。故=15×365×8=4.38×，=60×82.35×4.38×=2.164×，故=1，=2=4.328×,故也取1,則：=217×1×0.95/1.1=187.4mpa,所以。 (9)校核凸輪機構的壓力角參考機械設計基礎得推程角的許用壓力角的范圍為=300400，回程時一般不會發生自鎖，可取較大值，一般在70°

42、80°之間。因從動件的運動規律為正弦加速運動，且是擺線從動件的盤形凸輪機構，故可采用諾模圖來校核其壓力角。根據從動件為正弦加速運動規律，升程h=139mm,推程角=180，基圓半徑=37mm,許用壓力角取=35°，h/=139/37=3.8,根據機械設計基礎圖5-28中的a圖，用直線連接圖上=180°及h/=3.8的兩點，由該直線與下半圓標尺的交點得=25°，滿足。 5.6.2送經輥子及輥子軸的設計 (1)送經輥子及輥子軸材料的選擇 送經輥子選用粗尼龍線，輥子軸選用45鋼 (2)送經輥子及輥子軸結構的設計 根據實際的生產需求，設計送經輥子及輥子軸，如圖5

43、-7所示： 圖5-7 送經輥子 (3)由于送經輥子軸不受過大載荷，故無需校核。5.6.3送經搖桿的設計 (1)送經搖桿材料的選用 選用45鋼 (2)送經搖桿的結構設計 根據題目要求設計一擺桿形狀的送經搖桿。如圖5-8所示： 圖5-8送經搖桿 (3)由于送經搖桿受力不大，故無需校核。6 織邊機構的設計6.1織邊機構作用 織機的織邊機構如圖6-1所示,當主軸9回轉帶動織邊凸輪8轉動時，使送經搖桿7向后擺動，通過萬向接軸5織邊連桿軸1，使織邊筘子按順時針方向轉過一個角度，使織邊機構緯絲從劍勾上脫開后仍保持一定張力，防止緯絲回彈，提高截緯器捕抓緯絲的可靠性，使網邊便于剪切整齊。6.2織邊機構的工作原理

44、金屬網織機織邊機構的工作原理，是通過安裝在織機主軸9上的織邊凸輪8，使織邊搖動桿6擺動，從而通過織邊連桿軸）使織邊筘子4轉過一角度，當緯線梭盤帶動緯線通過時，筘子下降鎖邊，因此，形成織邊。6.3織邊機構組成織邊機構組成(分左、右織邊):織邊凸輪、織邊搖桿、織邊連桿軸、織邊筘子。1織邊連桿 2織邊軸 3筘子連接件 4筘子 5織邊萬向接軸軸6織邊搖桿7軸承 8織邊凸輪 9主軸圖6-1織邊機構6.4織邊機構的設計6.4.1織邊凸輪的設計(1)凸輪機構選型根據題目要求，從動件作直線運動，且所設計為一平面凸輪機構，因此凸輪選用平面凸輪機構中的盤形對心凸輪如圖6-2所示。 圖6-2 織邊凸輪 (2)確定從

45、動件的運動規律根據題目要求，為防止從動件在行程端點位置產生“過沖現象”，要求從動件在對應位置上速度和加速度為零。因此，選取從動件在推程和回程時運動規律為正弦加速運動規律，現將從動件運動規律繪制如圖6-3所示。圖6-3從動件運動規律圖(3)計算從動件的主要運動參數 因為從動件作的是等速運動，設推程階段以角速度 轉動，經過時間，間求導和積分，可得從動件加速度a 、速度v和位移s的方程。（6-3）（6-1）（6-2） 依據邊界條件， 將其帶入（6-1）、（6-2）、（6-3）中，可得從動件的方程為： 回程時凸輪轉過回程角，從動件也從相應s=h逐漸減小到零，通過同樣的方法可得出凸輪回程作等速運動的從動

46、件運動方程為:（4）確定凸輪基圓直徑 取軸徑d=20mm，由于凸輪與軸做成一體，參考機械設計基礎，取凸輪基圓直徑為25mm。（5）凸輪輪廓設計 本次設計采用作圖法設計凸輪輪廓。具體做法法和圖形如下：取與位移曲線相同的比列尺畫出凸輪基圓，由于凸輪與從動件是對心的，過基圓圓心作直線ob0,b0為直線與基圓的交點，則可以b1作為從動件的起始位置。將推程=180°六等分，回程=120°四等分，利用“反轉法”原理按1：1的比例從從動件位移圖上量取各線段的長度，然后在各等分線延長線上得到凸輪輪廓上相應的點，將休止段用圓弧連接，再把得到的所有點用光滑的曲線連接起來，得到凸輪輪廓如圖6-4

47、所示。 （6）凸輪副材料選擇 凸輪選用45鋼。 （7）凸輪結構設計根據要求選型為盤形凸輪，軸與機架上的軸承采用h7/k6過渡配合，采用套筒和螺釘以便在裝配時用來定位和夾緊，在凸輪工作時限制凸輪的軸向竄動，軸徑d=52mm，凸輪寬度b取30mm。 圖6-4 織邊凸輪輪廓圖從動件擺角推程運動角遠休角 回程運動角近休角 圖6-5 織邊凸輪運動圖 （8）凸輪副接觸強度校核 根據凸輪機構設計與應用創新中凸輪副接觸強度校核的公式： 式中為凸輪實際輪廓上的接觸點的曲率半徑，為從動件上的接觸點的曲率半徑，和分別為凸輪和從動件的泊松比，和分別為凸輪和從動件的材料的彈性模量，為凸輪副的法向壓力。查現代機械設計手冊

48、表41得45鋼的彈性模量e=196206gpa，取e=200gpa，即=200gpa，泊松比=0.3即= =0.3，曲率半徑=107，=37。 求從動件的法向壓力 對從動件進行受力分析可知，從動件的法向壓力可由下式計算而得： 其中為緯線張力，為彈簧的彈力，為從動件所受的摩擦力。查現代機械設計手冊得緯線張力的計算公式,式中為經線直徑，為材料的極限強度，為所經線伸出的長度。經線直徑為8mm，材料為q235。一周期伸出的長度=30mm，查現代機械設計冊表4-2得q235的=253mpa，帶入公式得：=（0.30.5）30×253×8=（1821618975）n,帶入求得=1182

49、mpa。 計算許用接觸應力 根據凸輪副的許用接觸應力公式=/××,查表7-3得45鋼的=17hrc+200,安全系數取=1.1，為凸輪工作表面的粗糙度修正系數，取凸輪工作表面粗糙度=1.6um,則=0.95。為接觸壽系數，且=,若n>,則=1，其中為應力循環基數，對45鋼取=5×，n為凸輪輪廓的應力循環次數，=60n,n為凸輪轉速，為工作總時數。故=15×365×8=4.38×，=60×82.35×4.38×=2.164×108，故=1，=2=4.328×108,故也取1。則：=

50、217×1×0.95/1.1=187.4mpa,所以。 （9）校核凸輪機構的壓力角參考機械設計基礎得推程角的許用壓力角的范圍為=30°40°，回程時一般不會發生自鎖，可取較大值，一般在70°80°之間。因從動件的運動規律為等速運動，且是對心直從動件的盤形凸輪機構，故可采用諾模圖來校核其壓力角。根據從動件為等速運動規律，升程h=107mm,推程角=180°，基圓半徑=37mm,許用壓力角取=35°，h/=107/37=2.9,根據機械設計基礎圖5-28中的a圖，用直線連接圖上=180°及h/=2.9的兩點，

51、由該直線與下半圓標尺的交點得=20°，滿足。 6.4.2織邊搖桿的設計 （1）織邊搖桿的材料 選用45鋼 （2）織邊搖桿的結構設計 根據題目要求設計，如圖6-6所示。 （3）由于織邊搖桿受力不大，故無需校核。 圖6-6 織邊搖桿 7傳動主軸的設計7.1確定作用于軸上的載荷減速器低速軸轉速 (r/min) （7-1） 減速器低速軸功率 (kw) （7-2） 減速器低速軸轉矩 （7-3） 主軸上減速器小鏈輪的轉速 （7-4） 傳遞到主軸的功率 (kw) （7-5） 主軸上的轉矩 7.2軸材料的選擇，估算最小直徑 (1)材料：選用45號鋼調質處理。查機械設計課本第148頁表10-1取 c=110。 (2)估算最小直徑，根據機械設計課本第148頁式（10-2）可得：(mm) （7-6）由表10-1查得c=117106，因為軸的最小直徑段上無彎矩，取c=110。考慮到軸的強度，將軸加大4%，所以取=1.04×32.5534mm7.3軸的設計與校核 (1)計算支座反力，如圖7-1（a） 根據鏈輪計算公式，可得鏈輪速度v、有效圓周力、壓軸力； (7-7) (7-8) (7-9)由可得支座反力； (2)計算彎矩并畫彎矩圖由，彎矩圖如圖7-1