《手套缝纫机动力传动装置设计》8200字

手套缝纫机动力传动装置设计摘要我们国内的自动手套机的科技水平依旧同国外相比还比较落后，大部分都体现在机构的设计理念没有跟上时代，不具备基础的理论知识。通过当前对机械的设计理念，能够很好的增强手套机所具备的设计精准度以及在运作时的稳定性，能够为后续的新型电脑手套机做铺垫。文章一开始对手套机的动力构成进行简单的叙述。通过把每一个传动机构进行详细的分析，同时根据它的数据参数来设计相应的传动驱动系统。设计内容主要有如下几点：制定出切实可行的设计方案，然后根据设计的需求来对电机进行选择，并且确定出总共的传动比。利用两级带的方式来减小旋转速度。长短行程的滑块所具备的移动速度利用齿轮来进行掌握，从而达到对控制机头在滑架上面的速度进行有效的掌控。通过链传动来使得凸轮运作，以此达到对支轴的控制，最终完成对机头的控制。通过采用当今对于机械的设计方法以及理论，可以很好的增强手套机所具备的设计精准度以及在运作时的稳定性，能够帮助后续对于新型电脑手套机的研制。经过对传动驱动控制系统进改良以及研究，使得电脑手套机控制驱动能够具备更加简单易懂的结构，增强手套机的自动化水平。关键词手套机；机头滑架；传动装置目录TOC\o"1-3"\h\u摘要 前言我国手套机的发展主要是从一个没有到有的过程，我国在工业方面起步较晚，历经了很长的岁月才使得我们能够研发制造一些简单的机械设备。关于手套机我们实现完全自主发生在1972年之后的上海，一家机械厂开发出了首台手套缝纫机。时至今日，我国已经具备了多种类型的手套机生产设备，但是也多亏了过程中不断借鉴其他国家先研制出来的先进设备，就最近20年，我国都向国外进口很多种类的自动手套机，其中比较出名的是日本的SFG、SPF等等。国内的手套机需求量比较大，因为电脑全自动手套机不仅能用于小批量生产生产，也可以进行大产量的大批量生产。用于全自动手套机的自动控制生产手套的电子控制设备，一般制造商大多位于亚洲以及欧洲。中国的手套机生产厂商使用的控制器也大多来自于这德国，日本，瑞士等地。虽然我国有很多研究部门同针织机械厂共同研发设计了一些自动的手套几，也算有一些作品出现。可是由于我国企业本身的技术工人实力并没有达到国外的技术水平，所以依旧还不能完全明白国外的新型电脑手套几所采用的原理以及技术等都还存着诸多问题，因此未能完全的发挥出全自动手套机的全部先进控制能力，而且对全自动手套机的各个部分的性能、控制原理仍然还需要进一步进行专研。因此，我国的企业还没有具备生产精度跟高更为复杂的高档手套，只能生产一些较为简单一点的低级手套，这就使得了国内企业所生产的手套在出口上难以摆脱大量出口中低档次产品的现状。国外2000年初的先进机型，大多是利用沉降片所具备的原理来当成是设计的基础，不但系统能够具备很多的功能，而且还能执行更加复杂的工艺，同时它所采用的程序在设计还还十分有创意，能够按照各种各样的需求来定向生产不同用途的手套，还能制造比较流行的露指手套，五指袜子和魔术用手套等等。虽然国内己经有了这方面一些的研究成果，不过同其他国家更出色的机型完全不在一个水平线上，其中所存在的差距不单单只体现在缺乏理论基础的层面上，同时还体现在设计方法不够与时俱进上。通过采用当今对于机械的设计方法以及理论，可以很好的增强手套机所具备的设计精准度以及在运作时的稳定性，能够帮助后续对于新型电脑手套机的研制。该设备在传统系统上本质上比较简单，主要采用采用串联式的结构，因此该系统所具备的各项参数决定了最后所研发出的手套机所处的参数水平以及性能高低。手套机传动装置的设计主要有以下几个方面：制定出切实可行的设计方案，然后根据设计的需求来对电机进行选择，并且确定出总共的传动比。利用两级带的方式来减小旋转速度。长短行程的滑块所具备的移动速度利用齿轮来进行掌握，从而达到对控制机头在滑架上面的速度进行有效的掌控。通过链传动来使得凸轮运作，以此达到对支轴的控制，最终完成对机头的控制。需要解决的主要问题是如何使电脑手套机控制驱动的结构变得更简单，自动化程度变得更高。1总体方案设计1.1传动方案的设计手套机因为对传动的稳定性并没有太大的要求，以此本文采用经济实惠的带传动作为本次对动力传输的介质。不过滑块机构要跟支点转换机构具备很高的同步性才行，同时，各个曲柄齿轮轴跟其他的轴中间存在很长的距离，如果采用齿轮进行传动势必需要齿轮组，成本会增加非常多，因此经过分析还是选择链传动。图1-SEQ图1-\*ARABIC1用于纺织机械的电动机能够达到的选择速度通常只有1400r/min，小曲柄齿轮通常能够达到的旋转速度仅有260r/min，大曲柄齿轮通常能够达到的旋转速度仅有120r/min。我们把手套机看作成一个两级带传动，当一级带轮所能达到的旋转速度为600r/min，第二级带轮转速为260r/min。因此：所以全部的传动比为初步确定滚动轴承作为手套机的传动轴承。通常采用具备250W的三相异步电机作为手套机的驱动核心。所以根据《机械设计手册新版》第五版中符合要求的设备有型号为YS7114的设备。它能够达到的功率为0.25KW，最大转速：，整机重为17KG2一级带传动的设计2.1一级带的计算与设计电动机产生的动力通过两级皮带轮的传动传到曲柄齿轮轴上，第一级传动主要是为了降低转数，第二级传动的作用有带动曲柄齿轮轴转动和降低转数。另外按照皮带的种类确定皮带轮的基准直径，继而确定直径尺寸匹配的带轮。由第一级带传动能够降低的转速可知:。能够看出所具备的传动比I比V要小，因此他能够承受相应的传动比，继而采用该方案是可行的。首先要求出计算功率根据《机械设计》内的相干知识可以知道：工况系数为,所以：传动所具有的功率为。主动轮能够达到的转动速度为确定V带型号依照上文计算出的和电动机转速，在《机械设计》内的图8-11使用V型带。依据=325W，=1400，可从图上的数据选用Z型一般的V带即可。确定带轮基准直径根据图8-11、表8-7，9采用同时。直径能够达到。按照表8-9采用因此能够达到传动比i跟从动轮现实能够达到的转数依次为：转数误差率只有：。当区间中是表示是可行值。检核计算皮带线速度v（2-1）如果处于5—25的怠速值得时候，最高不能超过30。初定带的基本参数Ld，两带轮轴心间距离a和距离可变化的范围依照设计公式（2-2）起初选定中心距。根据式（2-3）根据表8-2采用标准的长度,按照相关公式能够算出为：（2-4）A能够进行改变的区间为：对小带轮进行检查（2-5）对皮带的数量Z进行选取（2-6）通常不超过十根由，按表8-4用内插法可得：根据，由表8-5用内插法可得：功率增量是根据表8-2能够计算出带长度修正系数，按照图8-5能够算出。因此通常这种型号的皮带所需求的根数为。通过进一位得出根。推导出拉力和压力按照表8-3能够算出Z型一般的V带每一米中所具备的质量有。引用拉力公式算出一根皮带承受的初拉力有（2-7）按照公式算出带轮轴会受到的压力有：（2-8）一级带传动的设计结果采用中心距为356m的Z型带一根，所匹配的直径为，，轴上面会受到的压力为。2.2选定电机轴参数采用功率为0.25千瓦，规格为YS7114的三相异步电机作为动力源。依照《机械设计手册第五版》第四卷17-1-102中的表格选择电机轴的几何参数：看图2-1图2-SEQ图2-\*ARABIC12.3小皮带轮的结构皮带轮通常皆为有这几个部分来形成，就像下图所显示的：图2-SEQ图2-\*ARABIC2小带轮按照相关公式能够得到它的直径为。通过能够算出它需要采用实心式的结构。根据选择的电机能够知道轴直径为。因此，它的孔径为。它的轮毂宽度为。能够是。轮毂直径能够是，。能够是。2.4平键的设计已算出输出轴所具备的轴径，依照表6.1可以看出圆头平键横截面的尺寸：，根据轮毂宽度可以计算出它的长度。图2-SEQ图2-\*ARABIC3普通平键通常环境下。能够是。对它所具备的强度进行校核：（2-9）从表中能够得出（2-10）因此键所具备的强度达到本次设计的要求。

3设计二级带传动3.1第二级带传动的设计能够看出所具备的传动比I比V要小，因此他能够具备能够承受的传动比，继而采用该方案是可行的。按照《机械设计》中相关内容能够得出：当工况系数为,能够选取的带传动效率只有，因此，它的转动速度为。（2）选定V带型号根据和，按照《机械设计》里面的图8-11能够选定出V带的型号。按照=0.312W，=600，根据图中故而采用Z型一般的V带。（3）根据表中能算出基准直径为根据表8-7、9采用同时。它所具备的基准直径为，按照表8-9采用的标准值因此现实中i和从动轮真正能达到的转数依次是：转数误差率只有，当区间中是表示是可行值。（4）检验计算带速v（3-1）通常带速不能大于30。（5）明确出带的与根据设计的需求将中心距定义为，按照相关公式（3-2）根据表8-2确定带所选用的长度为，按照上面的公式能够得到为：（3-3）能够算出的改变区间为：（6）对小带轮进行检验（3-4）选出V带需要多少根：（3-5）根据，从表8-4利用相关算法能算出：按照表8-5中能知道，根据翻阅表8-5能够算出：根据表8-2能够查阅出带长度修正系数为，按照图8-6能够翻阅出包角为。能够算出一般的V带根数通过，所以经过取整只需要一根。（7）推导计算施加在带轮轴上的两种力F02与FQ2按照表8-3能够算出Z型一般的V带每一米中所具备的质量有，依靠公式得出单根皮带所具备的初拉力是（3-6）按照公式算出带轮轴会受到的载荷FQ2是：（3-7）（8）最终结果采用1条=433mm的Z型带，其直径为，，轴上面受到的压力有。3.2减速皮带轮的结构带轮都是轮毂、轮福以及轮缘三个者所构成，一大一小两个带轮一起就构成了减速带轮。皮带轮惯常经由有下面几个部分来形成，就像下图所显示的：图3-SEQ图3-\*ARABIC1减速带轮经由计算公式可以算出小带轮的直径有。依靠设计公式已经得到大带轮的直径为根据能够算出它需要采用实心式的结构而腹板式结构则可以用于大带轮。其孔径只有它的轮毂宽度为，两个皮带轮所具有的轮毂宽度分别为、3.3大皮带轮的结构皮带轮通常皆为有这几个部分来形成，如下图所示：图3-SEQ图3-\*ARABIC2大带轮按照相关公式能够得到它的直径为。根据8-11知道槽对称面距离端面之间的距离达到了。所以它需要采用腹板式结构。所采用的轴径为。所以它需要的孔径为。辐板厚度有。带轮轮毂宽度是，能够是。轮毂直径能够是，，能够是。4齿轮的传动4.1齿轮传动的计算4.1.1前期的基本工作（1）对材料以及需要的精度等级和需要的齿轮类型进行选取根据相关方案能够知道本文使用的传动方式是直齿圆柱轮来进行动力的传输。由于并不需要很快的速度，因此选用六级精度即可。按照表中10-1能够算出齿轮材料能使用45#钢，并对它进行正火处理。其齿轮半径为。（2）选取模数m，齿数z初定中心距，所以模数是，根据表中9.4.1采用m=2，则（4-1）即为，则为（4-2）4.1.2通过齿面接触疲劳校核齿轮由于齿轮均采用的是钢材，所以能够知道10-9a：（4-3）4.1.3查出计算用的系数（1）载荷系数K按照表10-2能够算出：按照图10-8能够算出：按照表10-3能够算出：按照表10-4能够算出：所具备的载荷系数为。（2）选定齿宽系数通常该系数为，采用。（3）齿数比计算它的齿数比为选择得到：（4）得出齿宽b由，可得可求出（5）接触疲劳的许用应力的计算按照图10-21d能够知道其最大限值为。能够选择的不可靠度是1.1%，安全系数为（6）计算转矩能够选择他们的最小的值来进行计算：（4-4）4.1.4计算齿轮弯曲疲劳强度：（1）强度计算式为（4-5）（2）确定齿形系数与齿根应力集中系数：按照表10-5中能够得出：，，（3）确定许用弯曲应力:按照图10-20c中能够得到：，安全系数可以是对其疲劳强度进行检验：由能够看出强度符合标准。（4）算出曲柄齿轮的并且对两个进行对比。可以得出大曲柄齿轮具备了比较大的数值。4.1.5计算齿轮圆周速度（4-6）4.1.6几何尺寸的计算分度圆直径d：公法线长度：（4-7）（4-8）齿顶圆直径：跨测齿数：齿根圆直径：齿宽：齿顶高：齿高：齿根高：4.2曲柄齿轮的其他尺寸根据开始设计好的小齿轮直径。在根据《机械设计》里面的10-1，采用序号2对齿轮进行打造。可以是，，，且不小于，，，，在处于较小值得时候不转孔也是可行的。4.3小曲柄齿轮轴的计算4.3.1确定材料和基本参数使用经由正火处理的45#钢当作轴的材料。按照表15-1中得.，。采用功率为的电机。V带仅仅只有0.96的传动效率。轴处的接收到二级带的功率只有0.24KW。4.3.2依照扭转强去大致计算轴的输入端的最小直径按照表19.3-2能够算出A=108。其计算公式为。由于轴上面设置得有键槽，因此轴径需要提高5%，也就是。4.3.3结构的设计（1）布置齿轮轴上零件需要将轴固定在机架上面，不过由于机架不够厚，因此需要装备一个轴承座。轴的左右分别是套筒、凸轮以及大带轮等等。（2）计算台阶轴各阶的尺寸Ⅰ段.直径为，由于是用于放置大带轮的因此其长度就等于轮廓的长度。同时轴的一头的地方尚需求使用弹簧销来锁住。长度选定为。Ⅱ段.直径为，是用来将轴承与座子进行安装的地方。长度取。Ⅲ段.是轴肩的位置采用的尺寸是，尺度为。Ⅳ段.直径，用来装备凸轮以及小曲柄齿轮的地方。长度为。（3）制作曲柄齿轮轴的简化结构图如下图图4-SEQ图4-\*ARABIC1结构简图按照前文所得出的数据能够得到轴承支撑跨度。4.3.4依照弯矩和转矩校验阶梯轴的强度（1）制作出零件在水平方向所受载荷的分布，如图4.3b：根据公式计算出支承支反力：按照，能够算出对弯矩进行计算：根据它受到负载的情况能够把轴划分成3段，如图4.2a：截面A处的弯矩计算为：截面B处所处弯矩计算：如4.3d为垂直面的弯矩图：其对轴的支反力为：（4-9）计算弯矩：根据它受到负载的情况能够把轴划分成3段，如图4.3e：截面A处的弯矩计算为：截面B处所处弯矩计算：从何得出弯矩为，如图4.3f：绘出对应的转矩图，如图4.3g：图4-SEQ图4-\*ARABIC2受力分析图1图4-SEQ图4-\*ARABIC3受力分析图2对危险截面所具备的当量弯矩进计算：按照图中能够看出A的地方就是危险截面。转矩存在的扭剪应力需要按照脉动循环而发生改变，可取，因此对截面A所处强度进行检验：按照公式能够得出根据表12-3能够得出，因此轴具备需要的强度。4.4键的尺寸根据所设计的直径，根据6-1平键所具备的截面大小，如图4.4：，小带轮轮毂所具备的宽度决定了它键所处的长度大小。图4-SEQ图4-\*ARABIC4普通平键通常。可以是。对强度进行检验：通过表能够得到因此键具备了设计所需的强度。

5设计链和链轮5.1设计链轮5.1.1确认材质采用45#钢作为大小链轮的材料。5.1.2确定链传动根据本次设计的要求来确定两轴的传动比为。5.1.3确定首个链轮齿的个数图5-SEQ图5-\*ARABIC1链轮采用齿数为因此。所以能够达到的传动比为，误差只有，因此符合要求。5.1.4选定链节数根据设计确定出中心距为按照相关公式可得（5-1）5.1.5选取链条类型按照表9-6能够算出工况系数为查询表9-7可以查得小齿轮的齿数有，可以得到。按照表9-1采用型号为05B的链条。节距是，对链速的大小进行检验：5.1.6获得理论中心距a和实际中心距（5-2）根据表11-2，，所以，实际中心距。5.1.7算出圆周力，施加在链轮轴上的力F5.1.8确定链轮的结构分度圆直径大小为d：齿顶圆的直径大小、分别为：（5-3）（滚子外径）根据9-1能够得出。凸缘直径：按照表9-3能够得到：（5-4）按照9-3能够得到：，可以是，可以是则齿宽取，按照表9-1能够得到：因此，所以倒角宽就是，得，链轮轮毂长度是L，轴孔直径大小为，，取5.1.9选取润滑系统的类型根据《机械设计》中得出：需要利用人工规定时间里进行润滑或者使用油壶进行润滑5.2链轮轴设计5.2.1轴的材质采用经过正火处理之后的45#钢作为轴的制造材料。根据表中15-1.，可取。5.2.4结构的设计（1）轴上零件分布需要将轴装配在机架上面，由于机架本身不厚，所以需要另外装配一个轴承座。在轴的左面是一个链轮，在它的右边是一个大曲柄齿轮，另外在轴肩上面还安装得有轴承定位。（2）设计链轮轴各段的尺寸Ⅰ段.直径为，由于是用于放置大带轮的因此其长度就等于轮廓的长度。并且轴一段的部位仍旧要采取用弹簧销来固定的方法。长度选定为。Ⅱ段.是轴肩的地方采用的直径是，且。Ⅲ段.直径是，是用来将轴承与座子进行安装的地方。长度取。Ⅳ段.直径，用来装配链轮的地方。且。绘出轴的结构简图，如图5.2：图5-SEQ图5-\*ARABIC2轴的结构图按照前文所得出的数据能够得到轴承的支撑跨度为.5.2.5依靠弯矩和转矩来检验轴的强度（1）校核零件于水平方向上的受力情况，如图5.3b，所具备的支承支反力为：按照，因此（5-5）B处时：其弯矩图，如图5.4d，所以（5-6）计算弯矩：根据负荷情况吧轴划分成三段，如图5.3a：A处的弯矩的数值为：B处的弯矩计算为：其综合的弯矩图，如图5.4f：绘出相应的转矩图如5.4g：图5-SEQ图5-\*ARABIC3受力分析图1图5-SEQ图5-\*ARABIC4受力分析图2对危险截面所具备的当量弯矩进计算：按照图中能够看出A的地方就是危险截面。转矩存在的扭剪应力需要按照脉动循环而发生改变可取，因此对截面A所处强度进行检验：按照公式能够得出，根据表12-3能够得到许用弯曲应力为，因此轴具备需要的强度。

6支轴的传动6.1机头支轴移位机构的设计下图6.1-2皆为传动结构的平面简化图。支轴移位机构是用来对手套上的手指以及手掌区域进行编织的，当它进行工作的时候，机头的传动杆就会带动机头进行移动。然后就会传递到链条和离合器之中，同时大曲轴齿轮就发生转动从而带动移位小齿轮，其后小齿轮就会将动力传递给移位大齿轮上面，最终实现让凸轮进行工作。当凸轮进入工作状态时，就会带动凸轮臂跟移位摆杆进行动作，从而使得支轴出现左右移动。因为支轴的左边是同钩纱或者剪刀架两个设备相互链接的，所以以上三者就会出现关联运动。图6-SEQ图6-\*ARABIC1支轴移位机构6.2凸轮轴结构的设计动力会经过大曲柄齿轮传递到链条上面在到达凸轮轴上面的齿轮，又经过离合器促使凸轮轴进行运作。然后又把动力输送到齿轮，利用凸轮轴来对其离合器进行掌控从而使得凸轮设备进行旋转。在凸轮轴的上面主要有传动剪刀以及传动起口压针控制的凸轮等等。图6-SEQ图6-\*ARABIC2凸轮轴机构

总结本人设计的电脑手套机动力传动装置，主要是通过一级带轮带动二级带轮进行运动，然后利用其他机械设备来完成对机头以及剪刀等的运动控制，虽基本实现设计要求的功能，但由于结构上过于复杂，可能存在着传动的精度不高，性能不够稳定等问题。每个即将毕业的大学生都会经历毕业设计。毕业设计的作用是检测学生对在大学里所学知识的学习程度，更是一次踏入社会前的综合知识考核，利用本次设计可以让我们从中找到我们还没有学懂的东西，同时还能够接触到很多未知的新知识点。经过此次毕业设计，我认识到了还有许多课本上学不到的东西在等待我去学习。也让我认识到不管何时何地都要具备独立思考的能力以及学会对资料进行查询收集的学习办法。并且作为该领域下的新时代学生，让我更加注重设计的规范以及应用。参考文献[1]王国夫,孙尧,王景敏,等.混合GA与SA求解非线性约束优化[J].哈尔滨工程大学学报,2002,23(6):73-76.[2]王蕾.非线性约束优化问题[J].辽宁工学院学报.2003,23(1):13-15.[3]李小娟.双向驱动型链传动构型运动学特性分析与参数优化研究[D].天津理工大学,2014.[4]赵匀.农业