手套縫紉機動力傳動裝置設計摘要我們國內的自動手套機的科技水平依舊同國外相比還比較落后，大部分都體現在機構的設計理念沒有跟上時代，不具備基礎的理論知識。通過當前對機械的設計理念，能夠很好的增強手套機所具備的設計精準度以及在運作時的穩定性，能夠為后續的新型電腦手套機做鋪墊。文章一開始對手套機的動力構成進行簡單的敘述。通過把每一個傳動機構進行詳細的分析，同時根據它的數據參數來設計相應的傳動驅動系統。設計內容主要有如下幾點：制定出切實可行的設計方案，然后根據設計的需求來對電機進行選擇，并且確定出總共的傳動比。利用兩級帶的方式來減小旋轉速度。長短行程的滑塊所具備的移動速度利用齒輪來進行掌握，從而達到對控制機頭在滑架上面的速度進行有效的掌控。通過鏈傳動來使得凸輪運作，以此達到對支軸的控制，最終完成對機頭的控制。通過采用當今對于機械的設計方法以及理論，可以很好的增強手套機所具備的設計精準度以及在運作時的穩定性，能夠幫助后續對于新型電腦手套機的研制。經過對傳動驅動控制系統進改良以及研究，使得電腦手套機控制驅動能夠具備更加簡單易懂的結構，增強手套機的自動化水平。關鍵詞手套機；機頭滑架；傳動裝置目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 前言我國手套機的發展主要是從一個沒有到有的過程，我國在工業方面起步較晚，歷經了很長的歲月才使得我們能夠研發制造一些簡單的機械設備。關于手套機我們實現完全自主發生在1972年之后的上海，一家機械廠開發出了首臺手套縫紉機。時至今日，我國已經具備了多種類型的手套機生產設備，但是也多虧了過程中不斷借鑒其他國家先研制出來的先進設備，就最近20年，我國都向國外進口很多種類的自動手套機，其中比較出名的是日本的SFG、SPF等等。國內的手套機需求量比較大，因為電腦全自動手套機不僅能用于小批量生產生產，也可以進行大產量的大批量生產。用于全自動手套機的自動控制生產手套的電子控制設備，一般制造商大多位于亞洲以及歐洲。中國的手套機生產廠商使用的控制器也大多來自于這德國，日本，瑞士等地。雖然我國有很多研究部門同針織機械廠共同研發設計了一些自動的手套幾，也算有一些作品出現。可是由于我國企業本身的技術工人實力并沒有達到國外的技術水平，所以依舊還不能完全明白國外的新型電腦手套幾所采用的原理以及技術等都還存著諸多問題，因此未能完全的發揮出全自動手套機的全部先進控制能力，而且對全自動手套機的各個部分的性能、控制原理仍然還需要進一步進行專研。因此，我國的企業還沒有具備生產精度跟高更為復雜的高檔手套，只能生產一些較為簡單一點的低級手套，這就使得了國內企業所生產的手套在出口上難以擺脫大量出口中低檔次產品的現狀。國外2000年初的先進機型，大多是利用沉降片所具備的原理來當成是設計的基礎，不但系統能夠具備很多的功能，而且還能執行更加復雜的工藝，同時它所采用的程序在設計還還十分有創意，能夠按照各種各樣的需求來定向生產不同用途的手套，還能制造比較流行的露指手套，五指襪子和魔術用手套等等。雖然國內己經有了這方面一些的研究成果，不過同其他國家更出色的機型完全不在一個水平線上，其中所存在的差距不單單只體現在缺乏理論基礎的層面上，同時還體現在設計方法不夠與時俱進上。通過采用當今對于機械的設計方法以及理論，可以很好的增強手套機所具備的設計精準度以及在運作時的穩定性，能夠幫助后續對于新型電腦手套機的研制。該設備在傳統系統上本質上比較簡單，主要采用采用串聯式的結構，因此該系統所具備的各項參數決定了最后所研發出的手套機所處的參數水平以及性能高低。手套機傳動裝置的設計主要有以下幾個方面：制定出切實可行的設計方案，然后根據設計的需求來對電機進行選擇，并且確定出總共的傳動比。利用兩級帶的方式來減小旋轉速度。長短行程的滑塊所具備的移動速度利用齒輪來進行掌握，從而達到對控制機頭在滑架上面的速度進行有效的掌控。通過鏈傳動來使得凸輪運作，以此達到對支軸的控制，最終完成對機頭的控制。需要解決的主要問題是如何使電腦手套機控制驅動的結構變得更簡單，自動化程度變得更高。1總體方案設計1.1傳動方案的設計手套機因為對傳動的穩定性并沒有太大的要求，以此本文采用經濟實惠的帶傳動作為本次對動力傳輸的介質。不過滑塊機構要跟支點轉換機構具備很高的同步性才行，同時，各個曲柄齒輪軸跟其他的軸中間存在很長的距離，如果采用齒輪進行傳動勢必需要齒輪組，成本會增加非常多，因此經過分析還是選擇鏈傳動。圖1-SEQ圖1-\*ARABIC1用于紡織機械的電動機能夠達到的選擇速度通常只有1400r/min，小曲柄齒輪通常能夠達到的旋轉速度僅有260r/min，大曲柄齒輪通常能夠達到的旋轉速度僅有120r/min。我們把手套機看作成一個兩級帶傳動，當一級帶輪所能達到的旋轉速度為600r/min，第二級帶輪轉速為260r/min。因此：所以全部的傳動比為初步確定滾動軸承作為手套機的傳動軸承。通常采用具備250W的三相異步電機作為手套機的驅動核心。所以根據《機械設計手冊新版》第五版中符合要求的設備有型號為YS7114的設備。它能夠達到的功率為0.25KW，最大轉速：，整機重為17KG2一級帶傳動的設計2.1一級帶的計算與設計電動機產生的動力通過兩級皮帶輪的傳動傳到曲柄齒輪軸上，第一級傳動主要是為了降低轉數，第二級傳動的作用有帶動曲柄齒輪軸轉動和降低轉數。另外按照皮帶的種類確定皮帶輪的基準直徑，繼而確定直徑尺寸匹配的帶輪。由第一級帶傳動能夠降低的轉速可知:。能夠看出所具備的傳動比I比V要小，因此他能夠承受相應的傳動比，繼而采用該方案是可行的。首先要求出計算功率根據《機械設計》內的相干知識可以知道：工況系數為,所以：傳動所具有的功率為。主動輪能夠達到的轉動速度為確定V帶型號依照上文計算出的和電動機轉速，在《機械設計》內的圖8-11使用V型帶。依據=325W，=1400，可從圖上的數據選用Z型一般的V帶即可。確定帶輪基準直徑根據圖8-11、表8-7，9采用同時。直徑能夠達到。按照表8-9采用因此能夠達到傳動比i跟從動輪現實能夠達到的轉數依次為：轉數誤差率只有：。當區間中是表示是可行值。檢核計算皮帶線速度v（2-1）如果處于5—25的怠速值得時候，最高不能超過30。初定帶的基本參數Ld，兩帶輪軸心間距離a和距離可變化的范圍依照設計公式（2-2）起初選定中心距。根據式（2-3）根據表8-2采用標準的長度,按照相關公式能夠算出為：（2-4）A能夠進行改變的區間為：對小帶輪進行檢查（2-5）對皮帶的數量Z進行選取（2-6）通常不超過十根由，按表8-4用內插法可得：根據，由表8-5用內插法可得：功率增量是根據表8-2能夠計算出帶長度修正系數，按照圖8-5能夠算出。因此通常這種型號的皮帶所需求的根數為。通過進一位得出根。推導出拉力和壓力按照表8-3能夠算出Z型一般的V帶每一米中所具備的質量有。引用拉力公式算出一根皮帶承受的初拉力有（2-7）按照公式算出帶輪軸會受到的壓力有：（2-8）一級帶傳動的設計結果采用中心距為356m的Z型帶一根，所匹配的直徑為，，軸上面會受到的壓力為。2.2選定電機軸參數采用功率為0.25千瓦，規格為YS7114的三相異步電機作為動力源。依照《機械設計手冊第五版》第四卷17-1-102中的表格選擇電機軸的幾何參數：看圖2-1圖2-SEQ圖2-\*ARABIC12.3小皮帶輪的結構皮帶輪通常皆為有這幾個部分來形成，就像下圖所顯示的：圖2-SEQ圖2-\*ARABIC2小帶輪按照相關公式能夠得到它的直徑為。通過能夠算出它需要采用實心式的結構。根據選擇的電機能夠知道軸直徑為。因此，它的孔徑為。它的輪轂寬度為。能夠是。輪轂直徑能夠是，。能夠是。2.4平鍵的設計已算出輸出軸所具備的軸徑，依照表6.1可以看出圓頭平鍵橫截面的尺寸：，根據輪轂寬度可以計算出它的長度。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC3普通平鍵通常環境下。能夠是。對它所具備的強度進行校核：（2-9）從表中能夠得出（2-10）因此鍵所具備的強度達到本次設計的要求。

3設計二級帶傳動3.1第二級帶傳動的設計能夠看出所具備的傳動比I比V要小，因此他能夠具備能夠承受的傳動比，繼而采用該方案是可行的。按照《機械設計》中相關內容能夠得出：當工況系數為,能夠選取的帶傳動效率只有，因此，它的轉動速度為。（2）選定V帶型號根據和，按照《機械設計》里面的圖8-11能夠選定出V帶的型號。按照=0.312W，=600，根據圖中故而采用Z型一般的V帶。（3）根據表中能算出基準直徑為根據表8-7、9采用同時。它所具備的基準直徑為，按照表8-9采用的標準值因此現實中i和從動輪真正能達到的轉數依次是：轉數誤差率只有，當區間中是表示是可行值。（4）檢驗計算帶速v（3-1）通常帶速不能大于30。（5）明確出帶的與根據設計的需求將中心距定義為，按照相關公式（3-2）根據表8-2確定帶所選用的長度為，按照上面的公式能夠得到為：（3-3）能夠算出的改變區間為：（6）對小帶輪進行檢驗（3-4）選出V帶需要多少根：（3-5）根據，從表8-4利用相關算法能算出：按照表8-5中能知道，根據翻閱表8-5能夠算出：根據表8-2能夠查閱出帶長度修正系數為，按照圖8-6能夠翻閱出包角為。能夠算出一般的V帶根數通過，所以經過取整只需要一根。（7）推導計算施加在帶輪軸上的兩種力F02與FQ2按照表8-3能夠算出Z型一般的V帶每一米中所具備的質量有，依靠公式得出單根皮帶所具備的初拉力是（3-6）按照公式算出帶輪軸會受到的載荷FQ2是：（3-7）（8）最終結果采用1條=433mm的Z型帶，其直徑為，，軸上面受到的壓力有。3.2減速皮帶輪的結構帶輪都是輪轂、輪福以及輪緣三個者所構成，一大一小兩個帶輪一起就構成了減速帶輪。皮帶輪慣常經由有下面幾個部分來形成，就像下圖所顯示的：圖3-SEQ圖3-\*ARABIC1減速帶輪經由計算公式可以算出小帶輪的直徑有。依靠設計公式已經得到大帶輪的直徑為根據能夠算出它需要采用實心式的結構而腹板式結構則可以用于大帶輪。其孔徑只有它的輪轂寬度為，兩個皮帶輪所具有的輪轂寬度分別為、3.3大皮帶輪的結構皮帶輪通常皆為有這幾個部分來形成，如下圖所示：圖3-SEQ圖3-\*ARABIC2大帶輪按照相關公式能夠得到它的直徑為。根據8-11知道槽對稱面距離端面之間的距離達到了。所以它需要采用腹板式結構。所采用的軸徑為。所以它需要的孔徑為。輻板厚度有。帶輪輪轂寬度是，能夠是。輪轂直徑能夠是，，能夠是。4齒輪的傳動4.1齒輪傳動的計算4.1.1前期的基本工作（1）對材料以及需要的精度等級和需要的齒輪類型進行選取根據相關方案能夠知道本文使用的傳動方式是直齒圓柱輪來進行動力的傳輸。由于并不需要很快的速度，因此選用六級精度即可。按照表中10-1能夠算出齒輪材料能使用45#鋼，并對它進行正火處理。其齒輪半徑為。（2）選取模數m，齒數z初定中心距，所以模數是，根據表中9.4.1采用m=2，則（4-1）即為，則為（4-2）4.1.2通過齒面接觸疲勞校核齒輪由于齒輪均采用的是鋼材，所以能夠知道10-9a：（4-3）4.1.3查出計算用的系數（1）載荷系數K按照表10-2能夠算出：按照圖10-8能夠算出：按照表10-3能夠算出：按照表10-4能夠算出：所具備的載荷系數為。（2）選定齒寬系數通常該系數為，采用。（3）齒數比計算它的齒數比為選擇得到：（4）得出齒寬b由，可得可求出（5）接觸疲勞的許用應力的計算按照圖10-21d能夠知道其最大限值為。能夠選擇的不可靠度是1.1%，安全系數為（6）計算轉矩能夠選擇他們的最小的值來進行計算：（4-4）4.1.4計算齒輪彎曲疲勞強度：（1）強度計算式為（4-5）（2）確定齒形系數與齒根應力集中系數：按照表10-5中能夠得出：，，（3）確定許用彎曲應力:按照圖10-20c中能夠得到：，安全系數可以是對其疲勞強度進行檢驗：由能夠看出強度符合標準。（4）算出曲柄齒輪的并且對兩個進行對比。可以得出大曲柄齒輪具備了比較大的數值。4.1.5計算齒輪圓周速度（4-6）4.1.6幾何尺寸的計算分度圓直徑d：公法線長度：（4-7）（4-8）齒頂圓直徑：跨測齒數：齒根圓直徑：齒寬：齒頂高：齒高：齒根高：4.2曲柄齒輪的其他尺寸根據開始設計好的小齒輪直徑。在根據《機械設計》里面的10-1，采用序號2對齒輪進行打造。可以是，，，且不小于，，，，在處于較小值得時候不轉孔也是可行的。4.3小曲柄齒輪軸的計算4.3.1確定材料和基本參數使用經由正火處理的45#鋼當作軸的材料。按照表15-1中得.，。采用功率為的電機。V帶僅僅只有0.96的傳動效率。軸處的接收到二級帶的功率只有0.24KW。4.3.2依照扭轉強去大致計算軸的輸入端的最小直徑按照表19.3-2能夠算出A=108。其計算公式為。由于軸上面設置得有鍵槽，因此軸徑需要提高5%，也就是。4.3.3結構的設計（1）布置齒輪軸上零件需要將軸固定在機架上面，不過由于機架不夠厚，因此需要裝備一個軸承座。軸的左右分別是套筒、凸輪以及大帶輪等等。（2）計算臺階軸各階的尺寸Ⅰ段.直徑為，由于是用于放置大帶輪的因此其長度就等于輪廓的長度。同時軸的一頭的地方尚需求使用彈簧銷來鎖住。長度選定為。Ⅱ段.直徑為，是用來將軸承與座子進行安裝的地方。長度取。Ⅲ段.是軸肩的位置采用的尺寸是，尺度為。Ⅳ段.直徑，用來裝備凸輪以及小曲柄齒輪的地方。長度為。（3）制作曲柄齒輪軸的簡化結構圖如下圖圖4-SEQ圖4-\*ARABIC1結構簡圖按照前文所得出的數據能夠得到軸承支撐跨度。4.3.4依照彎矩和轉矩校驗階梯軸的強度（1）制作出零件在水平方向所受載荷的分布，如圖4.3b：根據公式計算出支承支反力：按照，能夠算出對彎矩進行計算：根據它受到負載的情況能夠把軸劃分成3段，如圖4.2a：截面A處的彎矩計算為：截面B處所處彎矩計算：如4.3d為垂直面的彎矩圖：其對軸的支反力為：（4-9）計算彎矩：根據它受到負載的情況能夠把軸劃分成3段，如圖4.3e：截面A處的彎矩計算為：截面B處所處彎矩計算：從何得出彎矩為，如圖4.3f：繪出對應的轉矩圖，如圖4.3g：圖4-SEQ圖4-\*ARABIC2受力分析圖1圖4-SEQ圖4-\*ARABIC3受力分析圖2對危險截面所具備的當量彎矩進計算：按照圖中能夠看出A的地方就是危險截面。轉矩存在的扭剪應力需要按照脈動循環而發生改變，可取，因此對截面A所處強度進行檢驗：按照公式能夠得出根據表12-3能夠得出，因此軸具備需要的強度。4.4鍵的尺寸根據所設計的直徑，根據6-1平鍵所具備的截面大小，如圖4.4：，小帶輪輪轂所具備的寬度決定了它鍵所處的長度大小。圖4-SEQ圖4-\*ARABIC4普通平鍵通常。可以是。對強度進行檢驗：通過表能夠得到因此鍵具備了設計所需的強度。

5設計鏈和鏈輪5.1設計鏈輪5.1.1確認材質采用45#鋼作為大小鏈輪的材料。5.1.2確定鏈傳動根據本次設計的要求來確定兩軸的傳動比為。5.1.3確定首個鏈輪齒的個數圖5-SEQ圖5-\*ARABIC1鏈輪采用齒數為因此。所以能夠達到的傳動比為，誤差只有，因此符合要求。5.1.4選定鏈節數根據設計確定出中心距為按照相關公式可得（5-1）5.1.5選取鏈條類型按照表9-6能夠算出工況系數為查詢表9-7可以查得小齒輪的齒數有，可以得到。按照表9-1采用型號為05B的鏈條。節距是，對鏈速的大小進行檢驗：5.1.6獲得理論中心距a和實際中心距（5-2）根據表11-2，，所以，實際中心距。5.1.7算出圓周力，施加在鏈輪軸上的力F5.1.8確定鏈輪的結構分度圓直徑大小為d：齒頂圓的直徑大小、分別為：（5-3）（滾子外徑）根據9-1能夠得出。凸緣直徑：按照表9-3能夠得到：（5-4）按照9-3能夠得到：，可以是，可以是則齒寬取，按照表9-1能夠得到：因此，所以倒角寬就是，得，鏈輪輪轂長度是L，軸孔直徑大小為，，取5.1.9選取潤滑系統的類型根據《機械設計》中得出：需要利用人工規定時間里進行潤滑或者使用油壺進行潤滑5.2鏈輪軸設計5.2.1軸的材質采用經過正火處理之后的45#鋼作為軸的制造材料。根據表中15-1.，可取。5.2.4結構的設計（1）軸上零件分布需要將軸裝配在機架上面，由于機架本身不厚，所以需要另外裝配一個軸承座。在軸的左面是一個鏈輪，在它的右邊是一個大曲柄齒輪，另外在軸肩上面還安裝得有軸承定位。（2）設計鏈輪軸各段的尺寸Ⅰ段.直徑為，由于是用于放置大帶輪的因此其長度就等于輪廓的長度。并且軸一段的部位仍舊要采取用彈簧銷來固定的方法。長度選定為。Ⅱ段.是軸肩的地方采用的直徑是，且。Ⅲ段.直徑是，是用來將軸承與座子進行安裝的地方。長度取。Ⅳ段.直徑，用來裝配鏈輪的地方。且。繪出軸的結構簡圖，如圖5.2：圖5-SEQ圖5-\*ARABIC2軸的結構圖按照前文所得出的數據能夠得到軸承的支撐跨度為.5.2.5依靠彎矩和轉矩來檢驗軸的強度（1）校核零件于水平方向上的受力情況，如圖5.3b，所具備的支承支反力為：按照，因此（5-5）B處時：其彎矩圖，如圖5.4d，所以（5-6）計算彎矩：根據負荷情況吧軸劃分成三段，如圖5.3a：A處的彎矩的數值為：B處的彎矩計算為：其綜合的彎矩圖，如圖5.4f：繪出相應的轉矩圖如5.4g：圖5-SEQ圖5-\*ARABIC3受力分析圖1圖5-SEQ圖5-\*ARABIC4受力分析圖2對危險截面所具備的當量彎矩進計算：按照圖中能夠看出A的地方就是危險截面。轉矩存在的扭剪應力需要按照脈動循環而發生改變可取，因此對截面A所處強度進行檢驗：按照公式能夠得出，根據表12-3能夠得到許用彎曲應力為，因此軸具備需要的強度。

6支軸的傳動6.1機頭支軸移位機構的設計下圖6.1-2皆為傳動結構的平面簡化圖。支軸移位機構是用來對手套上的手指以及手掌區域進行編織的，當它進行工作的時候，機頭的傳動桿就會帶動機頭進行移動。然后就會傳遞到鏈條和離合器之中，同時大曲軸齒輪就發生轉動從而帶動移位小齒輪，其后小齒輪就會將動力傳遞給移位大齒輪上面，最終實現讓凸輪進行工作。當凸輪進入工作狀態時，就會帶動凸輪臂跟移位擺桿進行動作，從而使得支軸出現左右移動。因為支軸的左邊是同鉤紗或者剪刀架兩個設備相互鏈接的，所以以上三者就會出現關聯運動。圖6-SEQ圖6-\*ARABIC1支軸移位機構6.2凸輪軸結構的設計動力會經過大曲柄齒輪傳遞到鏈條上面在到達凸輪軸上面的齒輪，又經過離合器促使凸輪軸進行運作。然后又把動力輸送到齒輪，利用凸輪軸來對其離合器進行掌控從而使得凸輪設備進行旋轉。在凸輪軸的上面主要有傳動剪刀以及傳動起口壓針控制的凸輪等等。圖6-SEQ圖6-\*ARABIC2凸輪軸機構

總結本人設計的電腦手套機動力傳動裝置，主要是通過一級帶輪帶動二級帶輪進行運動，然后利用其他機械設備來完成對機頭以及剪刀等的運動控制，雖基本實現設計要求的功能，但由于結構上過于復雜，可能存在著傳動的精度不高，性能不夠穩定等問題。每個即將畢業的大學生都會經歷畢業設計。畢業設計的作用是檢測學生對在大學里所學知識的學習程度，更是一次踏入社會前的綜合知識考核，利用本次設計可以讓我們從中找到我們還沒有學懂的東西，同時還能夠接觸到很多未知的新知識點。經過此次畢業設計，我認識到了還有許多課本上學不到的東西在等待我去學習。也讓我認識到不管何時何地都要具備獨立思考的能力以及學會對資料進行查詢收集的學習辦法。并且作為該領域下的新時代學生，讓我更加注重設計的規范以及應用。參考文獻[1]王國夫,孫堯,王景敏,等.混合GA與SA求解非線性約束優化[J].哈爾濱工程大學學報,2002,23(6):73-76.[2]王蕾.非線性約束優化問題[J].遼寧工學院學報.2003,23(1):13-15.[3]李小娟.雙向驅動型鏈傳動構型運動學特性分析與參數優化研究[D].天津理工大學,2014.[4]趙勻.農業