圆织机的设计院（系）名称:机电工程学院专业名称:机械设计制造及其自动化学生姓名: 指导教师: 2011年6月摘要随着国内外蔬果包装、米面化料、消防水袋和篷布帆布的需求增加，圆织机的结构研究、优化设计，高质、高效地生产三维织物具有重要意义。本文采用黑箱法对总功能分析以明确圆织机主机在整个系统中的性能和特征，继而用功能树的方式将总功能分解而制定工艺流程，从而将整体主机设计落实到三大机构的设计，即开口机构、送经机构、引纬机构。同时，通过经纱张力分析和生产工况分析由设计指标确定了主要设计参数。圆织机三个主要机构需协同完成经纱的奇偶分层并交错运动，纬纱的同步引入和织物定型。各个机构的设计首先通过功能分析制定工艺流程，其次根据工艺需要设计典型结构。然后，对结构设计方案以比率法和加权计分法进行评价与决策，以材料力学或有限元方法进行检验和校核。最后，对机构的其他配件进行简要设计和校核。为了直观验证各个机构设计的可行性，即无结构干涉和运动碰撞。设计采用UG软件建模和仿真两大模块进行圆织机各个机构的建模、装配和运动的模拟，以3DMAX软件进行渲染和贴图。关键词：圆织机；经纱；纬纱ABSTRACT As the increase in the need of package for fruit, vegetable, chemical fertilizer and canvas in and abroad, it is necessary to study and improve the structure of circular loom to produce three dimensional textiles effectively and efficiently.This dissertation adopts black box method as one of the basic theories to analyze the overall function in order to clarify the feature and characteristic of the body of circular loom in the whole system. Consequently, it uses the function tree to divide the overall function into several basic parts, that is, layering equipment, weft introduction equipment, and warp introduction equipment. Meanwhile, by analyzing the tension of warp and the condition of producing, design index is transferred into several main parameters.Three equipments of circular loom synergistically accomplish the destination, which is to layer the warp by odd and even differences so as to conduct a crisscross motion, and to introduce weft into circular loom so as to shape the textile appropriately. First, technological process of each equipment is designed due to analysis of its function. Then the specific structure of it is designed according to technological demand. Second, this dissertation adopts ratio method and weighted-count method in order to evaluate and make a decision, adopts material mechanics and finite elements theory to check and examine. Finally, accessory parts are designed and checked summarily.In order to test the rationality of each equipment audio-visually, that is, there is supposed to be no interference. This paper adopts the modeling and simulating parts of UG software to model, assemble, and simulate, and adopts 3DMAX software to render and pinup picture.Key words: cirlular loom; weft; warp目 录第1章 绪论11.1 圆织机国内外发展现状与趋势11.1.1 国内现状和趋势11.2.2 国外现状与趋势21.3设计的目的及意义31.4设计主要内容5第2章总体设计72.1设计指标72.2设计分析72.2.1功能分析72.2.2流程分析82.3设计方案92.3.1送经机构92.3.2开口机构92.3.3引纬机构102.3.4其他配件102.3设计参数112.3.1经纱张力分析112.3.2生产工况分析142.3.3参数的确定162.4建模及仿真172.5本章小结17第3章开口机构的设计193.1功能分析193.2凸轮的设计193.2.1双槽线大凸轮的设计193.2.2摆臂式小凸轮的设计233.2.3两种凸轮的评价与决策243.3其他配件的设计253.3.1滑块的设计253.3.2导向杆的设计263.4建模与仿真273.5本章小结27第4章引纬机构的设计284.1功能分析284.2栅门轨道的设计284.2.1栅门轨道的结构设计284.2.2栅门轨道的强度校核304.3支撑臂的设计314.4其他配件的设计324.3.1内外定径圈的设计324.3.1梭子的设计324.3.1推梭器的设计334.5建模与仿真334.6本章小结34第5章送经机构的设计355.1功能分析355.2送经机构的设计355.2.2送经机构流程设计355.2.1送经机构结构设计355.3弹簧的设计365.3.1弹簧类型的设计365.3.2弹簧参数的设计365.3.3弹簧设计的校核375.3其他配件的设计385.3.1支撑架的设计385.3.2防油组件的设计385.4建模与仿真395.5本章小结39第6章传动装置的设计416.1带轮的设计416.1.1传动方式的选择416.1.2电动机的选择416.1.3带轮参数的设计416.2主轴的设计466.2.1主轴的设计466.2.1主轴的校核476.2.3底座螺栓的校核486.3建模与仿真496.4本章小结49结论50参考文献51致谢54第1章 绪论纺织机械包括把天然纤维或化学纤维加工成为纺织品所需要的各种机械设备。纺织机械包括有梭织机和无梭织机，圆织机属于有梭织机。随着国内外蔬果包装、米面化料、消防水袋和篷布帆布的需求增加，圆织机的结构研究、优化设计，高质、高效地生产三维织物更加重要。除了要适应国内纺织工业发展的需要，还要力求多出口，多创汇。1.1 圆织机国内外发展现状与趋势1.1.1 国内现状和趋势上世纪七十年代末，我国引进了四梭圆织机用于聚丙烯编织袋的生产。从八十年代中期开始，浙江、江苏等地先后研制成功国产四梭圆织机并大批量投放市场，为我国塑料编织业的发展做出很大贡献1。但随着人们物质文化需要的日益增长，四梭机的各种技术性能已不能满足人们快节奏的需求，如何以更低的制造成本更高效地生产出理想的三维织物，这就是无数科技工作者孜孜不倦的追求。“小六梭”圆织机研制热潮在国内兴起并取得可喜的成果，充分证明我国许多科技工作者能够与日俱进，并做出重大贡献。1、“小六梭”圆织机研制兴起上世纪八十年代初，浙江、江苏许多科技工作者对引进的四梭圆织机进行研究、改进2。一方面提高了四梭圆织机的工作转速；另方面大幅度降低了制造成本，使其具有价廉物美的突出优点，从而促进了我国塑编业的迅猛发展。在四梭圆织机的整个研制、生产、使用中，许多科技工作者很快发现四圆织梭机的固有缺陷，即高能耗、高噪音、高维修率和低效率。研究圆织机，最为重要的因素是效率，提高效率是研究圆织机的核心问题。四梭圆织机的提速受到若干因素影响。其中最主要的原因是梭轮辗压经丝运转，经丝在穿越上、下门圈时，经丝是被夹在梭子运动轨道和梭子中间，一方面受提升牵引力作用和受梭子的离心力辗压作用，另一方面受到上、下门圈对梭子离心力的反作用力产生的摩擦力和梭子运动的切向惯性的剪切力作用3。在这几种力的交变合力的作用下，达到一定转速后，经纱经受不住反复揉搓，会起毛、裂丝、劈丝直到断丝，无法正常运行。因此，四梭圆织机目前使用的最高转速是140转/分左右，已无法继续提速，如果在结构上有新的创新，提速还是有可能的4。而更多的科技工作者是寻找另一种方法，即对增加梭子数量的方式进行了研究。其中，我国山东双华公司的王滨等人首先研制成功并推出小六梭圆织机，引起国内许多专家的反响，也带来了一股研制各种小六梭圆织机的热潮5。2、“小六梭”圆织机发展趋势小六梭圆织机较之四梭机有一个共同的优点就是每转一圈可增加二根纬丝，明显提高工作效率，即使是综带式栅门轨道小六梭圆织机转速只有110转/分，比之150转/分的四梭圆织机编织效率也有所增加6。在同样转速下的小六梭圆织机和四梭圆织机的单机电耗比较，在实践过程中，对比同机型的单机两者的电耗相同7。也就是说，同样转速下的小六梭机比四梭机万米电耗可节约40以上，从这两个意义上讲，小六梭圆织机替代四梭圆织机是历史的必然8。同时，加快小六梭圆织机的主轴转速是提高小六梭圆织机效率的重要因素。因此，圆织机结构的优化设计是推动“小六梭”圆织机的主要动力。1.2.2 国外现状与趋势国际纺织机械博览会见证了圆织机的历史，它记载了在国际纺织机械领域里圆织机的应运而生、方兴未艾到直上青云。管中窥豹，可见一斑，从第八届博览会上六梭圆织机的首次亮相追溯到第四届博览会上雏形圆织机的提出，千万科技工作者的孜孜以求让我们看到了圆织机在国际领域里的可喜成果。近年来，无梭轮圆织机的提出打破了在若干年来四轮梭圆织机居于主导的宁静，其研制、试验与投产开拓了圆织机研究的新领域。然而，六梭圆织机的研制成功仅仅可以作为圆织机发展的里程碑，远远不是圆织机告罄的终点站。放眼国外各类纺织机