织机开口机构设计

10织机开口机构设计

一、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2．59b 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2．59a)，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。就这样综上下交替、梭子来回穿梭，实现经纬交织，形成织物。

图2.59 平纹织物和经纬交织原理

两个综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。

二、原始数据及设计要求

(1)综(图2．60中双点划线所示)上K K '的距离mm L K K 1150='

； 综的升降行程 mm H 100=；

图2.60 开口机构的已定尺寸

图2.61 综的位移规律和阻力变化曲线 综的位移规律1ϕ-K s 如图2．61a 所示，升程和回程对应输入轴1O 的转角各为120º，两次停歇时间对应输入轴的转角均为60º；

综半行程(即到行程的中点处，也称平综位置)对应输入轴1O 的转角为60º。

综升降行程对立轴3O 的摆角3ϕ约为40º。

(2)为避免综歪斜而使其楔住，要求机构在综两侧的K 和K '处同时推动其升降，以减少侧向推力并尽可能使K 和K '处的位移K s 和K s '接近相等，其最大差值

mm s s s K K 1.0)(max max <-=∆'

(3)轴3O 和轴4O 间距离 mm L O O 85043=；

轴3O 和轴4O 离地面高度 mm s 1200

=； 综上铰链点K 和K '离3O 和4O 的偏距 mm e 150=； 综行程中点离3O 的距离 mm h 2500

=； 输入轴1O 的轴径 mm d 40=；

传动箱输入轴1O 和输出轴2O 间中心距 mm L O O 12021=；

输入轴1O 作逆时针转动，转速min /160r n =；

综升降过程中的最大阻力N P 1500=，阻力的变化曲线见图2．61b 。 综(开口机构的滑快)构件总质量kg m 3=，共余构件的质量和运动副中摩擦力不计。 要求综运动平稳，机构的传力性能良好。

三、设计步骤

1．方案设计和选择

根据题目要求和给定的原始数据，明确所设计机构应能实现的运动形式和要求，构思机构方案。 本题要求设计的机构系统其输入轴1O 作单向连续转动，输出构件综作往复移动，综在行程的两端要有较长时间(大于梭子穿越梭口所需时间)的停歇。对于这样的运动要求，由于还受到空间位置的限制，难以用一个基本机构来实现，常常是用几个机构组合起来，“分工合作”来实现上述运动功能。例如图2．60所示，首先将构件绕3O 轴的转动转换为综上K 点的直线移动，这可用曲柄滑块机构或齿轮齿条机构或凸轮机构来实现；其次，K 在行程两端的停歇可在轴1O 与2O 间设置凸轮机构或槽轮机构或经过变异的导杆机构等，将连续转动变成间歇运动；绕2O 、3O 转动的两构件之间的转角要求，可以用连杆机构或齿轮机构等来实现。

由于推动综时，要求在K 和K '两处着力，并消除综受到的侧向力的影购，所以可用两个相同的机构，作对称布置并同步动作。对于3O 、4O 轴间的同步运动，应该采用在有限转角内能实现定传动比i ＝+l 或-1的机构(如近似实现给定传动比的连杆机构，精确实现给定传动比的齿轮、链和带传动机构等)。

根据上述要求组成多种机构方案以后，由设计者结合题目的具体要求分析所用机构的可行性、优缺点，然后决定选用哪一个方案。选择方案时，特别要注意到：

(1)机构的运动空间是否在允许的尺寸范围内；

(2)机构运动链应短，机构应简单，安装调试方便，维护简单；

(3)机构运转平稳，噪声小，寿命长。

本题可用下述机构组成其中的一个方案：用盘形凸轮机构控制综在行程两端停歇(凸轮为输入轴)；通过曲柄滑块机构实现综的往复行程；曲柄摆角的大小由凸轮机构从动件通过铰链四杆机构传送。而推动综的两个对称安装的曲柄滑块机构之间，则用i ＝-1的铰链四杆机构将两个曲柄连接起来，作近似同步运动。下面以此机构系统为例，介绍机构设计思路。

2．设计曲柄滑块机构

由给定的行程长度确定曲柄和连杆的长度及曲柄的起、止位置。

3．设计铰链四杆机构32O M M O '

； 由选定的凸轮从动件行程角(M O 2转角)和曲柄M O '3转角，用实现连架杆一对对应角位移(或两对对应位置)的命题设计四杆机构。

4．设计凸轮机构

先选定综运动规律1ϕ-K s ，如图2．61a 所示。通过已确定尺寸的曲柄滑块机构和四杆机构32O M M O '求得凸轮从动件M O 2和凸轮转角1ϕ的关系(位移曲线)；再选择凸轮锁合方式确定凸轮

基圆半径，用解析法确定凸轮理论廓线和实际廓线。最后，校验压力角和廓线最小曲率半径。这里推荐滚子半径mm r 20=，从动摆杆臂长a l 8.0=，a 为21O O 间距离。

5．设计同步运动铰链四杆机构

若用插值节点法(精确点法)作近似综合，则先按切贝歇夫插值法选取合适数星的插值节点，用解析法确定各杆尺寸，分析因采用近似设计方法带来的max s ∆是否小于许用值，验算机构工作区内的传动角，最后，选择一组适宜的尺寸。

6．确定各机构之间的串联相位角(安装角)。

7．对机构系统进行运动分析和动态静力分析，确定各运动副间反作用力和应施加于凸轮轴上的力矩。

8．整理和编写说明书。

四、建议完成的工作量

本题应完成2号图纸两张，其内容为：机构运动简图；凸轮机构或连杆机构用图解法设计时的作图(保留作图辅助线)；图解法作运动分析和力分析，若用计算机辅助设计计算，则用图解法校核机构一个位置的位置图、传动角、运动分析和力分析的结果；编写说明书一份，包括：设计题目，原始数据和设计要求，方案讨论和选择，设计计算过程，数据的选取，设计结果及评价。用计算机辅助设计计算时，应列出计算程序框图、标识符说明表．打印程序和计算结果。