HQ3620電子多臂機旋轉變速機構分析及設計創(chuàng)新論文【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

本科畢業(yè)設計（論文）通過答辯 摘 要 我國雖 為紡織機械大國， 但 與國際紡織相比，在機電一體化方面的 自 動化、連續(xù)化、高速化、智能化水平 上 還有很大差距，在新材料、新工藝、新的制造技術方面落后很多，這一點從我國紡機品每年進口高達數(shù)十億美元就可以看出，我國紡織機械企業(yè)的技術創(chuàng)新能力不足，主要產(chǎn)品技術依賴國外，缺少具有自主知以產(chǎn)權的技術，產(chǎn)品更新周期長，不能適應市場需求。 其中 多臂機作為紡織機械的龍頭， 對提高紡織產(chǎn)品生產(chǎn)效率和提升紡織產(chǎn)品質量上都起到了至關重要的作用。 其中的旋轉式多臂機作為目前最為先進的高速開口裝置，其先進的技術和優(yōu)良的機構特征為 開發(fā)高速化、柔性化織機提供了不可或缺的配套。 而旋轉式多臂機的提綜機構作為 將輸入的勻速旋轉運動轉換成多臂機主軸的變速旋轉運動的裝置。在旋轉式多臂機中起著極其重要的作用。 本文全面探討了多臂機的發(fā)展歷程，并 針 對 子式多臂機進行了深入的分析和研究。并在原凸輪旋轉變速方案的基礎上，本文利用 進行三維建模，并進行運動仿真，再進行設計 創(chuàng)新 ，提出了更為經(jīng)濟的，便于維護的齒輪旋轉變速 方案 。 新方案 的有益效果為：將勻速旋轉輸入運動轉化為同軸變速旋轉輸出運動，并可以實現(xiàn)停 停 有結構緊 湊，穩(wěn)定性高，易于高速運轉的特點。而且由于組成零件較少，又多是標準件，使得整個旋轉變速機構易于維護，大大降低了成本。 本文亦對新方案進行了簡單的校核和部分零件的尺寸、材料、精度等級的確定 。 關鍵詞： 旋轉式 多臂機 ；凸輪旋轉變速；齒輪旋轉變速 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 s in we in of in a is s of a as is on of of is to as a to of of a as of as of In an of on in on of by 3 d to to of is to on to of of AM 2 目 錄 摘 要 一章 緒論 . 4 題的背景和意義 . 4 織機械的發(fā)展狀況 . 4 口機構 . 5 臂機的發(fā)展史及發(fā)展狀況 . 7 . 8 . 9 第 二章 分析 子多臂機旋轉變速機構 原理 . 10 . 10 轉變速方案 . 11 維建模以及二維工程圖的繪制 . 13 章小結 . 16 第三章 子多臂機旋轉變速機構運動學分析 . 17 . 17 . 17 . 17 章小結 . 20 第四章 子多臂機旋轉變速機構的設計創(chuàng)新 . 21 . 21 方 案的運動仿真 . 22 新方案進行理論計算 . 24 齒輪旋轉變速方案進行結構設計 . 25 章小結 . 29 第五章 子多臂機旋轉變速機構 零件設計 . 30 輪旋轉變速機構部分零件 . 30 . 30 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 章小結 . 31 第六章 總結及展望 . 32 . 32 . 32 參考文獻 . 33 致謝 . 35 附錄一 ： 凸輪旋轉變速機構爆炸圖 . 36 附錄二 ：齒輪旋轉變速機構爆炸圖 . 37 附錄三 ：專利申請?zhí)柤吧暾垥?. 38 4 第一章 緒論 題的背景 和意義 織機械的發(fā)展狀況 紡織機械是紡織工業(yè)的生 產(chǎn)手段和物質基礎，它的技術水平、質量和制造成本，都直接關系到紡織工業(yè)的發(fā)展。 人類最初用天然纖維作原料紡紗織布，早于文字的發(fā)明（見世界紡織史、中國紡織史）。中國在春秋戰(zhàn)國時已經(jīng)使用手搖紡車紡紗，到了宋代已經(jīng)發(fā)明了 30多個錠子的水力大紡車。 1769年英國人 又譯理查德 阿克萊特）制造水力紡紗機。 1779 年英國人 繆爾 明走錠紡紗機。傳入美國后， 1828 年美國人 采用連續(xù)紡紗使生產(chǎn)率提高數(shù)倍。中國戰(zhàn)國時期的織機已經(jīng)運用杠桿原理，以腳踏連桿帶動綜框完成開口動作。 1733年英國人 譯約翰 凱伊）發(fā)明飛梭，打擊梭子，使其高速飛行，織機生產(chǎn)率得以成倍提高。 1785 年英國人 譯艾德蒙特 卡特萊特）發(fā)明動力織機，同年英國建成世界上第一個用蒸汽機為動力的棉紡織廠，是紡織工業(yè)由工場手工業(yè)向大工業(yè)生產(chǎn)過渡的一個轉折點。人類社會的進步和人口的增加，促進了紡織工業(yè)的發(fā)展，相應地推動了紡織機械的改進。能源改革（以蒸汽動力代替人力、畜力）則奠定了現(xiàn)代紡織機械的基礎。 19世紀末人造纖維問世，拓寬了紡織機械的領域，增添了化學纖維機械一個門類。人們對合成纖維 需要的增長，推動合成纖維紡絲設備向大型化（紡絲螺桿直徑達 200毫米，單臺紡絲機的日產(chǎn)量達到 100噸）和高速化（紡絲速度達3000 4000米 /分）方向發(fā)展。世界合成纖維工業(yè)發(fā)展最快的國家，幾乎在 5 6年內設備更新一次，機臺數(shù)量在 10年內就增長一倍。近 20年的紡紗織造設備，為適應化學纖維純紡或與天然纖維混紡作了不少局部改進，如擴大牽伸機構適紡纖維長度的范圍、消除纖維上靜電等。在染整方面發(fā)展了高溫高壓染色設備、熱定形設備、樹脂整理設備以及松式整理設備等。 人類用傳統(tǒng)方法紡紗織布，已有 6000多年的歷史。至今根據(jù) 傳統(tǒng)原理設計的紡紗織布機器，仍是世界紡織工業(yè)的主要設備。但是 50年代以來，已經(jīng)創(chuàng)造出一些新的工藝方法，部分地取代了傳統(tǒng)方法，以高得多的效率生產(chǎn)紡織物，如轉杯紡紗、無紡織布等。新的工藝方法孕育著新的紡織設備，新的紡織設備成熟買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 與推廣，又促使紡織工業(yè)進一步向前發(fā)展。 紡織機械涵蓋了從纖維制備到服裝成型過程中的所有加工設備，具體包括化纖機械、紡紗機械、織造機械、針織機械、染 整機械、非織造機械、服裝機械及紡織器材八個相對獨立的子行業(yè)，如 圖 11 圖 1織機械的八 個子行業(yè)與紡織產(chǎn)業(yè)鏈的關系圖 我國是世界上最大的紡織品生產(chǎn)和出口國，紡織纖維加工量占全球總量的三分之一以上，紡織服裝出口額占全球紡織服裝貿易總量的四分之一以上。我國紡織機械制造業(yè)為我國紡織業(yè)提供了大量設備的同時，行業(yè)的自我發(fā)展也取得了史無前例的進步。 口機構 開口機構的作用是根據(jù)織物上機圖上經(jīng)緯交織的變化規(guī)律，按序及時帶動經(jīng)紗，將經(jīng)紗分成上下兩層，形成供載緯器通過的梭口通道。 2 開口運動一般可分為以下三個階段 (1)開口時期 ： 兩片經(jīng)紗離開綜平位置上下分開形成梭口至滿開 ， 此階段經(jīng)紗處于運動狀 態(tài) ， 經(jīng)紗張力由小到大逐漸增加 ； (2)靜止時期 ： 梭口滿開后 ， 經(jīng)紗在上下兩個極端位置靜止不動 ， 以使載緯器通過梭口 ； (3)閉合時期 ： 載緯器通過梭口后 ， 經(jīng)紗從滿開返回綜平位置 ， 使梭口閉合。此階段經(jīng)紗張力由大到小逐漸變化。 上述三階段形成一個開口周期 ， 并不斷循環(huán) ， 使織造連續(xù)進行。 開口機構具有多種類型，以織制不同類的織物，通常有曲柄、偏心、凸輪、多臂、提花和電子開口六種類型。 3 6 曲柄開口機構的連接點均是轉動副，對高速運轉有利，用于高速劍桿織機和某些噴氣織機。曲柄開口機構的運動特性是相對靜止時 間短，一般只能用來織造平紋織物，每兩緯一個循環(huán)的完全組織，且不適合于寬幅織機，這只是它的主要缺點，但是制造加工容易 ， 成本較低。 偏心傳動開口機構的偏心裝置有滾針軸承套裝在織機中軸上，中軸的轉速是織機主軸速度的一半。這種機構不僅能高速運轉，而且適于微機控制。一般這類織機在運轉時沒有靜止時間，綜框運動近似于簡諧運動。如果這種偏心機構的傳動軸通過變速機構傳動，如同回轉多臂那樣，綜框運動也可以有停頓時間并用在普通的或寬幅的織機上。 踏盤 )開口機構 凸輪傳動開口機構包括用彈簧回綜的消極凸輪 機構 (踏盤 )和積極式外側共軛凸輪機構。共軛凸輪開口機構可避免或減少其在高速運轉時因間隙而引起的沖擊和振動。這種機構通常用于大量生產(chǎn)織物的現(xiàn)代織機上，尤其是用于織密織物時用 4 8 頁綜框織平紋織物，它容易使綜框運動獲得靜止并具有不對稱性 ， 而且是綜框的平綜時間相互叉開 ， 使經(jīng)紗的斷頭率減少。凸輪開口機構適宜于生產(chǎn)從 2 2 到 6 6 三原組織及其變化組織的織物，包括燈芯絨等絨織物。 多臂開口機構是一種提綜器，新型多臂機提綜數(shù)可達 12 24 頁綜框，各頁綜之間的片距一般為 12 物組織的循環(huán) 理論上不受限制可為 48 6400 緯，常用范圍一般小于 1000 緯?，F(xiàn)代無梭織機所用多臂機的特點是都用全開梭口取代半開梭口或閉合梭口。綜框可以按照織物組織的要求保持停留在上方或下方，只有在改變起伏方向時才做升降運動，另外，梭口滿開時綜框都有停頓時間，它具有利于選擇提綜，又利于提高車速。它沒有任何浪費的動作，從而有利于減少經(jīng)紗的斷頭。多臂機構適用于小花紋組織的織造，如提花府綢、床單、浴巾等尤其適合于織制各種毛料織物。 現(xiàn)代多臂機主要有三種結構： 復動式積極多臂 如 232； 復動式消極多臂 如 500 及 2560 系列的電子多臂； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 回轉多臂 如 及 2800 系列的電子多臂。 提花開口機構的特點是每一根經(jīng)紗都有一根綜線控制，而不是用綜框，可以使每一根經(jīng)紗獨立的上下運動，可織造復雜的花紋組織。提花開口機構有單動式、復動式和單花筒、雙花筒之分。單動式配置一組豎鉤和一個刀架?？棛C主軸每一轉刀架升降一次，形成一次梭口，復動式則配置兩組豎鉤和兩個刀架，織機主軸每一轉，兩個刀架交替各自升降一次，形成兩次梭口。單花筒提花機中，每形成一次梭口花筒要 回轉一次，雙花筒提花機則有兩種情況：一種是兩只花筒各管一種花紋，適宜于織制兩種花紋交替配置毛毯和毛毯類織物，以節(jié)約紋板；另一種是每形成一次梭口兩只花筒輪流作用，使每只花筒的動作減少一半，花筒的回轉速度可以緩慢，以適應提高車速的要求。 提花機的規(guī)格一般用針數(shù) (號數(shù)、口數(shù)或孔數(shù) )來表示，即其所能容納的橫針數(shù)。 400 600針提花機較多用于針織行業(yè)的經(jīng)編機。 900 2688 針提花機多用于棉織行業(yè)，織制各種提花棉織物， 1400 15000 針提花機多用于絲織行業(yè)及裝飾布行業(yè)，織制各種提花被面類的絲織物及裝飾布織物 。 電子開口機構是一種新技術，每片綜框的運動由單獨伺服電動機控制和驅動，可通過多功能操作盤自由設定每片綜框的運動方式、上下不同的靜止角和閉合時間。適用于一些特殊織物的織造。 45 臂機的發(fā)展史及發(fā)展狀況 第一 臺多臂機（復動式半開口梭口）是由 特斯萊 )在 1867年研制成功并流行于世的，一般稱之為 萊 )多臂機。 1此后的近百年時間內，雖然不斷進行改進，但沒有突破性的技術進展，直至上世紀 50年代這種情況才開始改變。 雖然凱萊多臂機結構簡 單，適應各種織機，造價也低，但是它不能適應高速。所以在 50至 60年代的主要產(chǎn)品是 00型、 200型和 300型系列，這幾種產(chǎn)品推出后很快占據(jù)了世界市場，并經(jīng) 20 年之久的暢銷，而這些產(chǎn)品盛行的根本原因就是適應了織造工業(yè)發(fā)展的潮流，它的主要發(fā)展方向就是高速化，其條件就是無梭織機的興起。 8 進入 70年代，無梭織機得到普遍應用，要求多臂機進一步提高車速，擴大品種適應性，為此 司陸續(xù)推出了三個系列產(chǎn)品，即 1200、 550 和 1400系列，它們的結構和作用原理各有不同，但代表了今天全部多臂機的三 大類型。其中 1200系列以 200 型為基型，而它的改進型 2200是以 構更加合理、堅固，花紋裝置更加完善，采用新型材料和方法改進傳動系統(tǒng)是其主要特點。 550系列機完全突破了 動作基本上是相反的。其特點是運動慣量較小，花紋裝置簡化，整機結構簡單，安裝調試方便，潤滑條件改善。 新一代產(chǎn)品 1400 系列旋轉式多臂機是多年來各國都在全力開發(fā)的新產(chǎn)品，其原理與 當然， 80年代陸續(xù)推出了許多新機型，而且其性能有不同程度 的改進。其中 2660型旋轉式多臂機是 80年代末的產(chǎn)品，是該公司的主要新機型，在國際上享有盛名。 雖然目前新型多臂機型號繁多，但總的來說可分為積極式和消極式兩大類。而且基本上是采用復動式原理，形成全開梭口，采用無沖擊的綜框運動，并使得綜框運動規(guī)律合理化?；鼐C方式上，積極式運動比較簡單，但機構比較復雜，精度要求高，運轉時多為往復運動從而影響機速。消極式利用裝在織機上部的彈簧回綜，它的結構比較簡單，但是車速增高到一定程度時，彈簧會產(chǎn)生振動和滯后情況，所以不適應重型和梭口較大的超高速織機。享有盛名的 2660型旋轉式 多臂機實際上是偏心連桿傳動，其結構最為簡單可靠，所以能用于任何車速和重型、大梭口織機，性能優(yōu)于上述兩種機型。 而多臂機的發(fā)展方向可以按照以下趨勢發(fā)展： 1、高速化是多臂機一直追求的發(fā)展目標。 2、電子化技術的融洽引進對多臂機在運行和控制各方面起到直接重要作用，改善工人勞動強度和提高產(chǎn)品質量都有不可或缺的作用。 3、擴大單一機構產(chǎn)品適應性，把單一產(chǎn)品推向外能化，降低因產(chǎn)業(yè)織物和特種織物不斷更新而頻繁換用各種產(chǎn)品的復雜性，使單一產(chǎn)品朝向多功能化方向發(fā)展。 題研究的意義 我國的紡織業(yè)具有悠久的歷史，而且自古 以來便居世界領先水平。 早在原始社會時期，古人為了適應氣候的變化，已懂得就地取材，利用自然資源作為紡織和印染的原料，以及制造簡單的紡織工具。直至今 日 ，我們日常的衣 著 、某些生買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 活用品和藝術品都是紡織和印染技術的產(chǎn)物。 但是，作為一個紡織機械大國，我們 與國際上的紡織機械相比，在機電一體化方面的一動化、連續(xù)化、高速化、智能化水平還有很大差距，在新材料、新工藝、新的制造技術方面落后很多，這一點從我國紡機品每年進口高達數(shù)十億美元就可以看出，我國紡織機械企業(yè)的技術創(chuàng)新能力不足，主要產(chǎn)品技術依賴國外，缺少具有自主知以產(chǎn)權的技 術，產(chǎn)品更新周期長，不能適應市場需求。 其中 多臂機作為紡織機械的龍頭， 對提高紡織產(chǎn)品生產(chǎn)效率和提升紡織產(chǎn)品質量上都起到了至關重要的作用。 而旋轉式多臂機的提綜機構作為 將輸入的勻速旋轉運動轉換成多臂機主軸的變速旋轉運動的裝置。在旋轉式多臂機中起著極其重要的作用。 因此，圍繞 旋轉式 多臂機中提綜機構展開對旋轉變速機構的研究有著重要意義。 要設計內容 針對 電子 多臂機進行結構分析，對其旋轉變速機構進行研究和改進，本論文的主要研究內容包括以下幾個方面： 1、探討多臂機的發(fā)展過程，對當前國內外多臂機研 究狀況進行相關技術比較，總結當前多臂機的發(fā)展趨勢和相關的技術更新。對 臂機旋轉變速機構進行原理分析，并對相關構件進行二維。三維建模分析。 2、對機構進行合理優(yōu)化和簡化，并對其中一部分機構 作運動學分析和仿真研究。 3、根據(jù) 電子多臂機旋轉變速機構的運動規(guī)律進行再設計。 10 第二章 分析 子多臂機旋轉變速機構 原理 子多臂機 簡介以及 旋轉變速 原理分析 臂機是基于旋轉原理基礎上， 借鑒了 660型多臂機，常配置在新型的劍桿、噴氣和片梭織 機上 , 它屬于積極式 , 即綜框的升降均由機構驅動。積極式多臂開口機構一般由三大部分組成 , 它們分別是傳動部分、提綜選擇裝置和提綜執(zhí)行裝置。傳動部分的作用是將織機主軸的動力傳遞給提綜執(zhí)行件 ; 提綜選擇裝置按給定的紋板圖控制著提綜順序 ;提綜執(zhí)行裝置接受前者的操縱實現(xiàn)對綜框的傳動 , 完成開口運動 , 形成所需的梭口。 翻改品種十分簡便 , 其提綜執(zhí)行裝置中的傳動件作旋轉運動 , 能適應更高的車速。 主軸的 旋轉變速裝置結構緊湊，易得到理想的運動規(guī)律。 多臂機的高性能提供了保證。 因此對它的原理進行剖析有著重要的意義。 圖 2轉變速裝置 圖中： 12345678910111213買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 將織機主軸的勻速轉動轉換成多臂機主軸的非勻速轉動 ， 且多臂機主軸 轉一轉對應于織機主軸兩轉 ， 即復動式 。 多臂機主軸的非勻速運動一方面滿足了開口運動的工藝要求 ， 即要求綜框在綜平時速度達到最大 ， 而在綜框運動開始和末了時的速度緩慢 ， 整個工作過程中速度和加速度均無突變 ； 另一方面也可以使提綜選擇部分的部件在多臂機主軸接近靜止的狀態(tài)下結合與分離 ， 啟動和停止提綜件的運動 ， 避免沖擊振動 。 該 旋轉 變速 裝置如圖 2 通過織機主軸 1上的齒形帶輪 2以 1： 1的速比傳動多臂機輸入軸 3上的齒形帶輪 4， 再由輸入軸 3上的小圓錐齒輪 5( 23齒 )傳動活套在多臂機主軸 7 上的大圓錐齒輪 6(46齒 ) 轉動 ， 與 大圓錐齒輪固裝在一起的的旋轉架 8上裝有轉子臂 9的軸芯 ， 轉子臂還通過轉子受固裝在機架上的共軛凸輪 10的作用 ， 從而使轉子臂 9在隨旋轉架 8轉動的同時 ， 還受共軛凸輪作用產(chǎn)生相對于旋轉架 8的轉動 。在轉子臂 9的缺口 11內嵌有旋轉滑塊 12， 它裝在傳動塊 13上 ， 通過旋轉滑塊 12使傳動塊 13跟隨轉子臂 9運動 ， 傳動塊 13固定在多臂機主軸 7上 ， 從而使多臂機主軸轉動 。 在工作時 ， 旋轉架 8保持勻速轉動 ， 若共軛凸輪 10的作用使轉子臂 9的轉動方向與旋轉架 8一致 ， 則傳動塊 13及多臂機主軸 7的轉速低于旋轉架 8的轉速 ； 反之 ,若共軛凸輪 10的作用 使轉子臂 9的轉動方向與旋轉架 8相反 ， 則傳動塊 13及多臂機主軸 7的轉速高于旋轉架 8的轉速 ， 從而實現(xiàn)非勻速的轉換 。 非勻速運動的規(guī)律可按工藝要求通過設計共軛凸輪 10的凸輪曲線得到 ， 因多臂機主軸轉一轉 ， 對應于織機主軸轉兩轉 ， 加之綜框上升與下降的運動規(guī)律相同 ， 故凸輪外形是非對稱的 。 9 轉變速方案 電子多臂機原動力一般通過電機輸入到一對格里森齒輪，再傳輸?shù)酱髨A盤上， 帶動大圓盤轉動。 12 圖 2綜機構工作原理圖 其中： 12、 63、 457810111213141516、 1817如圖 2電子多臂機提綜機構的工作原理圖 ，其中主軸的旋轉運動就是由大圓盤 1上的擺臂 3、 4中的滑槽 5和滑塊 17來完成的，具體針對 基于多臂機的開口運動實質上為偏心盤傳動提綜臂帶動綜框的 進行簡諧運動，沒有停頓時間，所以要用合適的方法來改進。而老式型 號的多臂機采用的是周轉輪系方式，不易達到旋轉多臂機利用主軸變速來實現(xiàn)停頓的要求。 所以 運動規(guī)律的實現(xiàn)有較大的自由度。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 運 動 角3O 1O 2O2 角圖 2多臂機主軸停頓示意圖 當 織機運轉后，由于滑塊嵌入在滑塊架的凹槽中，安裝在大圓盤上的滾子擺臂在大圓盤運轉時 帶動滑塊和主軸同步運動，但顯然，若滾子擺臂的凹槽方向始終對著主軸中心，則主軸的轉速與輸入轉速一樣。倘若要使主軸變速 ，則滾子擺臂的凹槽方向必定改變，而完成這一要求的做法，就由共軛凸輪來實現(xiàn)。滾子擺臂上的倆滾子與共軛凸輪緊密貼合，隨著大圓盤的轉動，滾子擺臂的凹槽方向會沿凸輪廓線進行一定規(guī)律的改變，從而實現(xiàn)主軸的旋轉變速運動。 維建模以及二維工程圖的繪制 是美國從參數(shù)技術公司（ 出的一套三維 數(shù)化軟件系統(tǒng)。技術領先，在機械、電子、航空、航天、郵電、紡織等各行各業(yè)都有應用。它涵蓋了產(chǎn)品設計從概念、工業(yè)設計造型、三維模型設計、分析計算、動態(tài)模擬與仿真，到工程圖的輸出、生產(chǎn)加工成品的全過程 。它能夠讓多個部門同時致力于單一產(chǎn)品模型，包括對大型項目的裝配管理、功能仿真、制造和數(shù)據(jù)管理等。 1 基于 強大的造型設計功能，本論文運用其對 電子多臂機旋轉變速構件的建模和裝配以及運動仿真。 14 圖 2子多臂機旋轉變速機構三維裝配 圖 2買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 圖 2圖 2圖 2輪擺臂實物及凸輪擺臂結合件三維建模 而由于 在出二維工程圖時，尺寸標注方面略有不足。所以本文中相關二維工程圖的繪制均由北京清華京渝天河公司開發(fā)的 采用先進的開發(fā)技術，以中文環(huán)境的 P、開發(fā)平臺，保留了 能，無需轉化，是國內唯一真正基于 臺的智能化、特征化、參數(shù)化、專業(yè)化、用戶化、 標準化、集成化軟件。 16 圖 2子多臂機 提綜機構及選擇變速 二維裝配 圖中： 123456789101112131415章小結 通過對 解了 對旋轉變速機構的各個零件進行了測繪，以及三維建模，下文中就將用進行運 到這些三維模型 動仿真。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 第三章 子多臂機 旋轉變速機構運動學分析 言 為了 更好地對 電子多臂機旋轉變速機構的工作原理和工作機構有更深入的了解，有必要對其進行較為詳細、深入的運動學分析。 本文根據(jù)已完成的三維模型，利用 進行運動仿真。 動學機構簡化 圖 3圖中： 12、 63、 4擺臂； 579101112、 1413子多臂機旋轉變速機構運動學仿真 根據(jù)已完成的裝配，為觀察機構運 動學參數(shù)變化，進入 機構模塊，根據(jù)設計要求，定義電機轉速 n=36 /s，觀察幀數(shù) 1000，模擬時間 10s，開始仿真，結束完成以后進入測量命令，選定花鍵軸中心位置，分別定義各個運動學參數(shù)進行測量。如圖 3 18 圖 3真前后參數(shù)處理對話框圖 圖 3圖 3其中，圖 3 3 3 并且 由加速度變化上呈現(xiàn)突變，過大等情況可知，此凸輪數(shù)據(jù)時由測繪得來 ，凸輪的曲率不夠平滑 （見圖 3， 凸輪表面多處存在曲率突變，但這些又會導致凸輪工作時產(chǎn)生嚴重沖擊和振動，影響整機使用壽命和噪音。 所以接下來的 工買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 作是對關鍵 性 構件作改良設計。從構件的設計選擇上，提綜共軛凸輪和擺臂是導致機構運動完善最主要的因素，勢必要對其做一定的改良設計。 本文中不對凸輪反求做解析，只是對凸輪的曲率進行簡單的光順處理 。 圖 3繪凸輪曲率變化 將凸輪進行優(yōu)化，即對共軛凸輪外輪廓線進行設計，主要方法有解析法和反求法。而關于凸輪的外輪廓線方程推導在大量文獻中都有詳細的解說，當前主要的求解方法 中一般有基于旋轉變換對凸輪外輪廓坐標值求解，基于復極矢量法對共軛凸輪輪廓曲率半徑的求解，還有些是采用瞬心法設計共軛凸輪輪廓線。針對不同的求解方法，得出凸輪的外廓線的計算結果表達形式不一樣，實質其實一樣。 20 圖 3化后的凸輪曲率變化 章小結 提綜共軛凸輪是 測繪得到的凸輪數(shù)據(jù)誤差較大，所繪制的三維模型表面曲率存在突變，需要進行擬合，并作出仿真，以分析其旋轉變速機構的運動規(guī)律。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 第四章 子多臂機旋轉變速機構的設計 創(chuàng)新 計 創(chuàng)新 方案的初 步確定 在機械傳動控制設計中，要使從動件運動具備瞬時靜止，需采用凸輪機構方可實現(xiàn)，但凸輪機構設計制造較為困難，成本 也 高 。因此，利用現(xiàn)有知識進行創(chuàng)新， 通過齒輪連桿組合來實現(xiàn)， 采取行星齒輪來實現(xiàn)將勻速旋轉輸入運動轉變?yōu)榫邆渌矔r靜止的變速旋轉輸出運動。 本方案的有益效果為：將勻速旋轉輸入運動轉化為同軸變速旋轉輸出運動，并可以實現(xiàn)停 停 有結構緊湊，穩(wěn)定性高，易于高速運轉的特點。而且由于組成零件較少，又多是標準件，使得整個旋轉變速機構易于維護，大大降低了成本。 新的行星齒輪方案如圖 4圖 4輪旋轉變速 22 圖中： 12345其中包括運動輸入圓盤 1，齒輪機構，滑塊 3，齒輪滑座 5；運動輸入圓盤 1與齒輪機構相鉸接，齒輪機構與滑塊 3活動鏈接，滑塊 3與齒輪滑座 5 相鉸接。所述的齒輪機構包括一個大齒輪 2和小齒輪 4；其中大齒輪 2與機架固連，小齒輪 4上的滑塊 3與齒輪滑座 5活動連接。所述的小齒輪 2與運動輸入圓盤 1相鉸接。所述的齒輪滑座 5上的滑槽內活動設置有滑塊 3。所述的運動輸入圓盤 1的圓心與大齒輪 2的圓心相重合。 運動輸入圓盤 1 沿圓心軸線做勻速旋轉運動， 使小齒輪 4沿大齒輪 2的表面軌跡做勻速旋轉運動，協(xié)同作用推動滑塊 3的移動，從而可使齒輪滑座 5的輸出為一定規(guī)律的變速旋轉運動。 在傳動的過程中，大齒輪 2固定于機架之上，運動輸入圓盤 1繞 作勻速旋轉運動，小齒輪 4的鉸接點 上，隨著運動輸入圓盤 1的旋轉進行回轉，小齒輪 4上有一滑槽，滑塊 3可在滑槽上進行滑動，通過滑塊 3的運動將運動規(guī)律傳遞給齒輪滑座 5，從而實現(xiàn)齒輪滑座 5的變速旋轉輸出。 齒輪旋轉變速機構是一種齒輪機構和滑塊滑座機構的組合，齒輪的采用極大的減小了驅動力，提高了傳動效率。由于本實 施例中，小齒輪 4采用對稱質量布置，能很大程度上減小旋轉過程中整個傳動機構產(chǎn)生的慣性力。 方案的運動仿真 根據(jù)新的方案，進行三維建模，作出運動仿真，如圖 4文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 圖 4輪旋轉變速軸測圖 圖 4 圖 4其中，圖 4 4 由圖可知，兩方案速度變化規(guī)律相似。 24 新方案進行理論計算 齒輪滑座運動方程： )72180c o s (221221t （ 4 )2 5t a na r c t a n (52 （ 4 由此設凸輪運動方程為： s 3 21 )236ta na r c ta n (72 （ 4 相對運動：5c o s 3 21 （ 4 1 （ 4 借用積分公式： a na r c t a o s 22（ 4 得：43323212t a r c t a （ 4 )c o c o s 22222 q r （ 4 c o （ 4 a r c c o （ 4 即： )c o c o r c c o s 222q r （ 4 由此，得出結論，新方案的運動規(guī)律可行。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25 齒輪旋轉變速方案進行結構 設計 考慮到節(jié)約成本等因素，盡量使用原件，所以需要再設計的零件為大齒輪和小齒輪以及擺動滑座。 大圓盤上安裝小齒輪的兩孔距離為理想值 232以，一對齒輪副的中心距為 116 由于齒輪轉速比為 1:2，所以齒輪的半徑比也為 1:2. 暫取齒輪的模數(shù) 4z ，求得大齒輪齒數(shù)為 齒輪齒數(shù)為 所以試取大齒輪齒數(shù)為 38，小齒輪齒數(shù)為 19。一對齒輪副的中心距為 114需要的尺寸小 2要對齒輪進行變位。 標準齒輪傳動雖具有設計簡單、互換性好等一 系列優(yōu)點。但也有一些不足之處。例如，要求齒輪齒數(shù) ，否則將產(chǎn)生根切現(xiàn)象；標準齒輪不適用于中心距 2/)( 21 的場合。因為當 時，無法安裝；而當 時，又會產(chǎn)生過大的齒側間隙，影響傳動的平穩(wěn)性，且重合度也隨之降低；另外在一對相互嚙合的標準齒輪中，由于小齒輪齒廓漸開線的曲率半徑較小，齒根厚度也比較薄，參與嚙合次數(shù)又較多，強度較低，影響到整個齒輪傳動的承 載能力。 為了改善標準齒輪的上述不足之處，就必須突破標準齒輪的限制，對齒輪進行必要的修正?，F(xiàn)在最為廣泛采用的是變位修正法。 中心距 1 1 6)( 21 其中 4,114 所以 此類齒輪傳動稱為不等變位齒輪傳動。亦是正傳動。 正傳動的優(yōu)點是可以減小齒輪機構的尺寸，能使齒輪機構的承載能力有較大提高。 所以取 由以上數(shù)據(jù)可得嚙合角 /)c o sa r c c o s ( （ 4 確定中心距變動系數(shù) )( （ 4 確定齒頂高降低系數(shù) )( 21 （ 4 26 圖 4齒輪軸測圖 圖 4齒輪軸測圖 擺動滑座為小齒輪上的銅滑塊提供滑槽，所以擺動滑座的尺寸與小齒輪上的銅滑塊運動軌跡有關 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 27 圖 4動滑座俯視圖 圖 4輪旋轉變速機構結合圖 如圖 4滑塊在擺動滑座內作往復運動。其中小齒輪齒數(shù) z=19，模數(shù) m=4 變位系數(shù) 大齒輪齒數(shù) z=38，模數(shù) m=4，變位系數(shù) 滑塊中心在小齒輪分度圓上，滑塊的尺寸為 4030 。 所以，兩滑塊最近距離為 兩滑塊最遠距離為 28 綜上，擺動滑座的滑槽設計尺寸為槽寬 30槽之間的距離為 85動滑座的最大尺寸應在 310350慮減小尺寸以及避免與箱體干涉等原因，暫取擺動滑座最大尺寸為 330 擺動滑座中心與花鍵軸連接部位，采取原件的尺寸， 以 達到與花鍵軸配合的目的。圖 4擺動滑座軸測圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 29 圖 4將新方案的三維模型安裝到箱體上，替換原方案，進行運動仿真，運用 進行碰撞試驗，驗證得到此方案可行。 章小結 本章主要確定了旋轉變速的創(chuàng)新方案，并將新方案用 實現(xiàn)，也和原來的進行了對比，而且在少改動原件的基礎上，確定了新方案中零件的尺寸。 30 第五章 子多臂機旋轉變速機構零件設計 輪旋轉變速機構部分零 件 首先是提綜共軛凸輪，模型見圖 3