1、目录全套图纸，加 153893706中英文摘要、关键词 (1)前言 (2)第 1章 综述 (3)第 1.1节 我国纺织业及纺织机械行业发展概述 (3)第 1.2节 现有卷布装置调查与分析 (6)第 2章 定张力卷布机构方案设计 (10)第 2.1节 大卷取装置总体方案设计 (10)第 2.2节 定张力机构方案设计 (11)第 3章 定张力卷布机构结构设计 (14)第 3.1节 链传动设计 (14)第 3.2节 摩擦离合器设计 (17)第 3.3节 花键设计 (19)第 3.4节 弹簧设计 (21)第 3.5节 轴承的选用 (23)1第 3.6节 齿轮设计 (24)第 3.7节 轴的强度校核 (
2、28)第 3.8节 定张力机构的三维装配模型 (31)第 4章 总结与体会 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录：机构装配图与零件工作图 (36)任务书、中期检查表、文献综述、外文文献及中文翻译稿答辩记录表、成绩评定表2摘要摘要：论述了织机大卷取装置的设计原理,设计了可以进行大布卷卷取的机外卷布装置；为在卷取过程中维持布中张力恒定，提高布卷质量，本设计提出了一种带力矩补偿机构的卷布装置，此装置具有结构简单、性能优越、安装调整方便等优点。对其进行了详细的结构设计，并完成机构三维模型的建立。关键词：织机；机外卷布装置；定张力机构；设计；三维建模AbstractAbstract：Descri
3、be the theory of large package of loom; design the outside convolution mechanism to get large package; in order to keep the face tension permanent and improve quality of the cloth, this design develops a new convolution mechanism with compensative mechanism of moment; this mechanism is simple, good
4、and convenient of fixing and operating.Key words: loom; outside convolution mechanism; permanent tension mechanism；design; modeling3前言卷布装置是织机的一个重要组成部分，其作用是在布织好后将其有序收集起来。为了减少上轴数量、布机停台时间，减少布的浪费和用工，提高生产效率，增加经济效益。希望每个布卷能卷绕更长的布，本文对此提出机外大卷布装置的设计方案。为提高布卷质量，在卷取过程中要维持布中张力基本恒定，很多设计采用了诸如单独恒转矩电动机或无级调速电动机甚至采用电气控
5、制箱等方法对张力进行控制，而这无疑会使结构复杂、成本过高、使用调整不便。而本文提出一种机械式带力矩补偿机构的定张力卷布机构，其卷布力矩能随布卷直径的增大而增大从而维持布中张力基本恒定。并完成其各个零部件的具体设计及三维建模。4第 1章 综述第 1.1节 我国纺织业及纺织机械行业发展概述（一）我国纺织业发展现状纺织业在我国的国民经济发展中一直占据着重要地位,棉纱、棉布、呢绒、丝织品、化纤、服装等产量均居世界第一位，服装出口也多年始终保持着世界第一位。中国已成为全球纺织领域中最引人注目的地区之一。近几年来我国纺织品出口量稳步增长，我国规模以上纺织企业经营状况日渐好转，亏损面不断下降。在原材料、劳动
6、力价格上涨、出口退税下调、人民币升值等诸多因素的影响下，我国纺织品服装出口的绝对数量仍然保持稳步上升态势。1.我国纺织业发展中存在的问题：（1）要素成本上升，整个行业的盈利空间缩小。近年来，我国纺织行业的生产原料、劳动力成本、商务经营成本逐渐上升，而纺织品及服装的市场需求却受到竞争压力不能盲目调高价格，致使销售成本增速水平快于销售收入增速水平，销售成本占销售收入的比重逐渐上升，行业利润被逐渐削弱。目前我国纺织行业的平均利润率仅为 3%。（2）人民币汇率升值，使得我国纺织品服装产品出口价格优势减弱。长期以来，我国纺织品服装的出口价格优势是保障其具备国际竞争力的重要因素。而随着人民币的升值，纺织产
7、品的出口价格优势正在减弱，虽然企业可通过提高产品价格的方式来传递一部分升值的影响，但企业的议价能力将随着人民币升值幅度的提高而递减。（3）贸易摩擦和制裁，给纺织品服装出口带来一定的负面影响。这两年我国与欧美市场一度僵持的纺织品贸易争端，使得一些欧美买家将其订单转移到了印度、东南亚等市场。这在一定程度上影响了我国对欧美市场纺织品服装出口的增长。而一些国家对我国频繁使用反倾销等贸易保护手段，也影响了我国的纺织品出口环境。比如一些外向型纺织企业拿不到足够的订单。于是，部分纺织企业将目光转向了国内市场，一些出口转内销的产品价格大幅跳水，结果将导致企业的利润空间被压缩，一些企业甚至将面临倒闭的厄运。（4
8、）由于投资增长过快造成的产能过剩提升了行业的经营风险，这些问题的解决需要政府和企业人士的共同努力。2.我国纺织业发展前景（1）国内经济持续快速增长，必将进一步拉动我国纺织品市场需求。近几年我国GDP实际增长都稳定在 8%以上；而完善社保、提高最低工资、保护农民工利益等措施力度的不断加大，加上居民收入的持续提高，预计以后几年社会消费品零售总额增长将继5续加快。 （2）世界经济继续走强，必将促进国际贸易的进一步增长，我国纺织出口，仍将面临国际经济贸易持续增长的有利环境的支持。（3）但我国纺织业的发展也面临一些不利因素，首先，人民币继续升值，将给纺织品服装出口带来压力。从而给纺织出口企业带来压力。其
9、次欧美设限和贸易摩擦带来的不稳定的贸易环境，客观上给我国纺织主要竞争对手提供了难得的发展机遇，使得我国纺织出口增长面临着严峻考验。3.我国纺织业发展出路企业必须向高附加值的方向对出口产品结构进行优化，通过增强创新等渠道来寻求新的竞争优势。要实现从纺织大国到强国的转变，应在稳定市场份额的前提下，通过加快行业结构调整、促进产业升级、鼓励企业提高自主创新能力、加大新产品开发投入、积极培育自主品牌建设、规范环保、劳动用工及社会保障等方面来提升行业的整体竞争力。（二）我国纺织机械行业发展形势由于我国是一个纺织大国，这就决定我国纺织机械需求量很大。据统计，全球纺织机械一半在中国，中国为全球纺织机械最大买家
10、。但我国自己品牌纺织机械的竞争力很有限。比如，德国的纺织机械年产 40亿欧元，出口的占 90多；意大利纺织机械年产 35亿欧元，出口的占 70。韩国出口到亚洲的就占其产值的 75。而我国纺织机械出口的仅占全部的 15，而同年进口的纺织机械则为当年出口额的 85 倍。这就说明了两个问题，一是我国的纺织机械仍然处于“内向型” ，二是纺织机械依然有比较广阔的市场。但是，如何进入市场、占领市场则值得我们认真思考。不过近年来我国纺织机械产品的竞争力逐步上升，一些设备不但基本满足国内生产需求，而且对外出口逐年增长。这些国产设备由于具有较高的性价比，不但为我国节约了大量的外汇，而且为纺织企业降低设备成本、赢
11、得效益做出了重要贡献。从去年我国纺织机械进口金额来看，其趋势依然下滑。各企业的进口额也呈负增长。这说明国产纺机在技术上取得的进步已为纺织企业所认可。国产纺机今后有较大的施展空间，只是不能再延续以往的低水平。国内、国际市场对我国纺织机械产品的需求稳增，且政策面扶持力度加大，因此国内纺织机械业整体向好的趋势将保持不变。我国纺织机械业开拓国际市场将是重点。 但是我们与国外的差距不容回避。技术装备整体上比国际水平低，精梳机、无梭织机、自动络筒机、气流纺、喷气织机主要依靠进口，紧密纺设备国内生产的质和量上不能满足需求。去年的一份统计资料也显示了国内纺织企业对这些国外先进设备的强劲需6求，所以，我们必须提
12、高自己的技术水平，进行有效的创新，增强国际竞争力。（三）我国纺织机械行业发展的出路和方向1.我国纺织机械发展的根本出路是进行科技创新，以市场需求为导向，生产出高档次设备。提高产品附加值，增强竞争力。技术升级迫在眉睫，走新型工业化道路是我国纺织工业“十一五”规划的核心思想。要提高生产效率，改进产品质量，实现产业的整体升级。（1）把质量做好，将其贯穿于纺织机械产品技术、过程技术和组织技术的全过程，贯穿于纺织机械的零件、部件加工的各个工序，及产品总装、调试直到用户现场的安装调试和售后服务工作的全过程。要真正把纺织机械产品做“好” 。（2）要培养人才，留住人才，使他们创业有机会，工作有平台，发展有空间
13、。可以组织实施产学研相结合，使科研开发、院校教育与生产实践紧密结合，使科研教学有的放矢，使科研教学项目通过生产变成生产力。（3）在开拓市场方面，要先立足内需，再发展外销。因为我国本身就是全球纺织机械的最大市场，必须先保证国内市场份额的占有率。然后走出去，参与国际竞争。2.纺织机械发展的最大方向是高速高效，高自动化。利用自动化提高生产效率，提高灵活度，改善纺织质量。而实现这些方向就要不断进行创新。另外绿色纺织更是以后纺织机械创新的方向。现在“绿色纺织”成为纺织工业发展的突出主题。提高资源利用效率，减少消耗，降低成本，有效防治污染的技术设备受到企业的欢迎；舒适、健康、可生物降解的环保型纤维受到全世
14、界的关注。在这样的大背景下，高效、节能、环保型纺织机械成了新一代纺织机械的发展方向。（1） “高效”是新一代纺织机械发展的目标。为适应产业国际化竞争，现在纺织企业都希望在保证生产质量的前提下，尽可能提高效率，使得高效率，高速度的纺织机械成为发展趋势。如新型剑杆织机的引纬率、精梳机的钳次、转杯纺的转速等近年来得到迅速发展和提高；继清梳联之后，粗细联、细络联等设备将成为新的投资热点；与此同时高效成套设备的生产线也成为发展的重点。（2）节能型纺织机械与技术的发展潜力很大，如无水或少用水的印染、印花机械，在线监测自动控制温度的烘干设备，节能型空气滤尘设备、节能型的空调及节电机、变频器等都深受欢迎。现在
15、企业在进行技术改造设备选型时，节能是一个是非常重要的标准。（3）环保型纺织机械与技术主要涉及清洁生产和废弃物两大方面。前者为“源头预防” ，后者为“末端治理” 。所谓清洁生产，是指改进设计，使用清洁能源和原料，采用先进的工艺技术和设备，通过改善管理，综合利用等措施从源头削减污染，减少或避免生产、销售及产品使用过程中污染物的产生和排放；而废弃物的处理主要是对纺织生产7过程中行形成的“废物”进行回收再利用、可分解处理获焚化销毁，而不污染空气。高效、节能、环保型纺织机械的开发是一个长期的任务，必然带来设计理念的变革，需要机械制造企业及时跟踪行业发展趋势，熟悉纺织工艺的变化，根据纺织企业的需求进行产品
16、研发。第 1.2节 现有织机卷布装置的调查与分析卷布装置的作用就是在布织好后将其有序收集起来。织物由卷取辊引离织口后，经导布辊卷绕到卷布辊上，形成织物卷装。随着织造的进行，布卷直径会逐渐增大，为保持布卷圆周线速度的恒定，卷布辊的转速应随布卷直径的增大而降低。 （一）卷布装置的分类目前常用的卷布装置按卷布辊传动的方式，可分为外周传动型和轴心传动型。1.外周传动型外周传动型卷布机构是依靠与布卷外周的摩擦，由卷取辊（糙面辊）直接传动布卷，其结构较简单。它又可分为机内和机外两种类型。图 1-1 1刺毛辊 2导布辊 3布卷 图 1-24加压弹簧 5布辊托架 1卷取辊 2卷布辊 3布卷（1）机内外周传动卷
17、布机构 如图 1-1所示，由于加压弹簧 4的作用，使布卷压在刺毛辊 1的表面，这样就保证了布卷表面与刺毛辊表面线速度始终保持一致，布卷表面的线速度不会因直径的变化而变化，从而使织物张力前后一致。此种形式结构简单，多用在一般的棉织机上，配置在机内，故布卷不能做得很大。（2）机外分离卷布机构 这是安装在机外的外周传动卷布机构，适用于大卷装，如图 1-2所示。卷绕辊 1通常由单独的力矩电动机传动，将织物引出织造区，经过导布辊，8在一对同向转动的糙面卷布辊 2上形成布卷 3。由于布卷是受表面传动，从而保证了从小卷装到大卷装的过程中具有恒定的卷绕线速度。力矩电动机设定输出一恒定转矩，以牵引织物和驱动织物
18、卷装回转。当外力矩发生变化时，电动机将改变转速，以便在新的条件下达到平衡。为了使织物卷装与卷布辊之间的作用力不至于因卷装重量的增加而发生变化，在一些场合，织物卷装的重量由其他装置（如液压装置）承受，卷布辊仅作驱动卷装回转之用，力矩电动机的转速可根据织物的张力在设定值的附近变化，达到定张力卷绕的目的。2.轴心传动型这种形式的卷布机构以摩擦力传动卷布辊的轴心进行卷布，布卷不必压紧在卷取辊上，当布卷直径增大时，摩擦面之间会产生打滑现象，以维持织物卷绕线速度的恒定，这种形式中布卷与卷取辊分离配置，可形成大卷装；其结构简单，因而得到广泛应用。图 1-3 图 1-41-刺毛辊 2-内侧摩擦盘 3、8-链轮
19、 4-外侧摩擦盘 1-卷布辊 2-轴肩 3-轴头 4-链轮5-调节螺母 6-弹簧 7-链条 9-卷布辊 5-挡环 6-螺母 7-弹簧 8-链条（1）轴心传动型锥面摩擦卷布机构如图 1-3所示。内侧摩擦盘 2固定在刺毛辊 1的轴上，链轮 3活套在该轴上，外侧摩擦盘 4由花键与该轴连接，链轮两侧有摩擦面，转动调节螺母 5，可以改变弹簧 6对外侧摩擦盘 4的压力，从而改变链轮与摩擦盘之间的摩擦力，以调节卷布张力。固装在卷布辊 9轴头上的链轮 8由链轮 3通过链条 7带动。卷取辊 1回转时，内侧摩擦盘 2与链轮 3之间产生的摩擦力矩驱动卷布辊 9回转。当布卷直径逐渐增大时，其表面的线速度会随之增加，而
20、织物是由卷取辊恒线速度输给的，即布卷表面的线速度是不能变的，这就引起织物张力增大，从而拖住布卷，使其速度相应下降，链轮 8和 3的转速亦随之下降，在链轮与摩擦盘之间发生打滑，在这种情况下，内外摩擦盘是靠动摩擦力矩带动链轮 3产生卷布力矩的。设计此机构时，应使卷布辊与卷取辊两者圆周表面的线速度相等，以保证从布卷最小直径起就能将布卷紧，这时内外摩擦盘 2、4 与被动链轮之间尚没有打滑，它们是依靠静摩擦力矩传动的；而后，布卷增大，链轮 8和 3的转速就变慢，恒低于内外摩擦盘 2、4 的转速，直到卷装完成。调节螺9母 5，可以改变织物的张力及布卷的松紧。此种机构亦可将摩擦盘结构安排在布辊的轴心线上，其
21、作用相同。锥形摩擦面不易加工精确，也可改用平面型或圆周型摩擦面。（2）平面摩擦卷布机构如图 1-4，其动力源自卷取辊或卷取轮系带动的链条 8，该链条传动链轮 4。卷取辊 1的轴头上有轴肩 2，链轮 4亦活套在轴头 3上，通过螺母 6与弹簧 7，将挡环 5和链轮 4压靠在轴肩 2上，卷布辊是靠链轮与轴肩之间的摩擦力矩带动的。拧动螺母 6，可以改变织物的张力及布卷的松紧程度。为增加摩擦力矩，可在链轮两侧面加上毡片等摩擦材料。（二）大卷取装置目前织机的卷取机构一般均与主机连体，由于受织机本身结构尺寸的限制一般织机最大布卷直径也就为 300-550毫米。特别是当织造厚重织物如：牛仔布、轮胎帘子布时，因
22、布卷直径偏小影响了布匹的长度，对于出口产品，外商对布匹长度有一定要求，对1000米以下的布会限制收购。而且小卷装落布频繁，既影响织机生产率，用工也多，这直接关系到企业的经济效益，因此实现布卷的大卷装具有现实意义。织机大卷装机构即织物引出织造区后,经过导布辊在卷布辊上形成较大卷装。可增加布长。大卷装机构已成为近年来高档、高速织机的常用配套设施。大卷装的采用是布机发展的方向，如何合理安排织轴的位置是关键问题，关系到整个经轴的张力调节，牵涉到机器的排列和机型，一般来说可分两大类：向机内发展和向机外发展。（1）向机内发展。优点是车弄缩小少，问题是改动件比较多，以后的配件来源要自己解决，破坏了布机原布局
23、，有副作用，机件抖动性大，易磨损，上轴时织轴进入机身较困难；而且在机内布卷太大时使挡车工不易操作，其布卷增大空间有限。（2）向机外发展。将卷布装置与织机主体脱离，简单，对织机原有机构基本上可不变或变化很少，便于满足用户的不同需要或设备改造，存在问题是车弄缩小较多，张力调节易超出限度，因而对质量有影响。但其布卷直径可做得很大。大卷装一般选用向机外发展。在机外大卷取装置中，根据卷布辊的运动是否与织机主运动有关，大卷取装置可分为联动式和独立式两种。1.联动式大卷取装置如图 1-5所示，在刺毛辊 1的轴端上装有链轮 2，当刺毛辊 1卷布时，链轮 2随之转动，通过链条 3带动主动摩擦辊 4上的链轮 5转
24、动，主动摩擦辊 4使布卷在摩擦力的作用下完成卷取功能。这种形式结构简单，制造方便。但因采取摩擦传动，当布卷表面的线速度与刺毛辊表面线速度有差异时，布卷张力前后发生变化，使布卷两端不平齐。102.独立式大卷取装置 图 1-5（1）无级调速大卷取装置如图 1-6所示，为德国多尼尔(DORNIER)公司 HTN/E4型剑杆织机，其分离式卷布装置采用一个 0.4千瓦的无级调速电动机 4，通过链条传动到两个卷取辊 6上的链轮，布卷1通过与卷取辊 6的摩擦作用进行卷取。探测杆 2随布卷 1直径的增大，改变电气控制箱3内的电流，从而调节电动机 4的转速，保持布卷从小直径到大直径的过程中，卷取线速度始终恒定，
25、使大卷装的成形良好。其最大卷布直径可达 1500毫米。卷布所需张力的大小可通过电气控制箱来调整。为保证布面张力均匀，在卷取时应使卷布装置的张力略大于织机经轴及胸梁下卷取辊 5的张力。这种形式虽然能调节布面张力，保证成形良好，但由于采用无级调速电机，电器元件复杂，成本较高。 （2）间隙式传动大卷取装置 图 1-6如图 1-7所示，为意大利舒美特(SOMET)天马(THEMA)11E 型剑杆织机，其大卷取装置是由单独交流异步电动机通过减速装置传动齿形带轮 1，再通过齿形带 4传动位于两个主动摩擦辊 2轴端的带轮 3，随着织机刺毛辊的转动，布不断被送出，摆杆 7在压簧 6的作用下，带动杆端辊子 8绕
26、其支轴 B逆时针摆动，使布保持一定张力。当杆 7碰到行程开关 1时，电机启动，布卷 5在两个主动摩擦辊 2的作用下开始卷布。当作用于辊子 8上的卷布张力对支轴 B的力矩大于压簧 6对支轴的力矩时，杆 7又作顺时针摆动。当杆 7碰到另一个行程开关 2时，电机立即停转。布卷就是如此往复进行间歇卷取的。这种卷取形式机构简单，大卷取的传动与 图 1-7控制完全与主机脱离。在整个卷取过程中不需考虑前后张力的匹配，卷装的松紧程度可通过调节压簧 6的初始弹力来控制。操作使用方便，并可通过布的不同走向来满足布卷转向的要求。（三）采用机外卷布装置的好处：1.提高生产效率，减少布机停台时间，上轴数量减少，增加织布
27、量；2.节约原材料，织轴每次起机和了机要浪费一定的布，改大卷装后减少上轴数，从而节约经纱，在印染加工时联匹间缝头的坯布损失减少；3.提高劳动生产率，减少用工；114.布匹长度增加，其价格相应提高。总之，大卷装的采用对提高生产率和企业的经济效益都是卓有成效的。采用大卷装时应注意的问题有：具有分离式大卷取装置的织机占地面积增加，应合理安排，尽可能减少厂房面积，或者降低减少的织机台数。须考虑增添大卷装布辊的落布、运输以及布匹整理工作的辅助设备，如机械式落布小车等。第 2章 定张力卷布机构方案设计第 2.1节 大卷取装置总体方案设计（一）大卷取装置布置的选择1.布卷位置的选取大卷取装置分为机内和机外两
28、种，由于向机内发展会破坏织机原来的布局，同时加大机件抖动性，使上、下轴及挡车工的操作困难，而且其布卷增大空间有限。本设计要求布卷直径能达到 1000mm以上，会进一步恶化机内卷布装置的缺点甚至根本不能满足要求。在此选择机外卷布装置进行卷取。2.机外卷布装置卷布动力供给方式的选取卷布动力可以有两种方案：1）由织机母机供给；2）设置独立电动机。由于配置独立电动机不仅会增加成本，而且另外需要一个传动比很大的传动链会使卷布装置结构复杂，同时因为卷布所需功率不是很大，所以设计由织机母机供给动力，此处的长距离传动选用链传动。由母机到卷布辊之间传动链的传动比根据刚开始卷布布卷上基本无布时摩擦离合器刚好不会发
29、生摩擦或有少许摩擦的条件来确定。（二）卷布辊传动方式的选择卷布辊传动方式可分为外周传动型和轴心传动型。由于外周传动型需要再设计一套以外圆周摩擦力驱动布卷转动的摩擦辊，而且为了使织物卷装与摩擦辊之间的作用力不会因卷装重量的增加而发生变化，一般不让摩擦辊承重，织物卷装的重量由其他装置（如液压装置）承受，因为随着布卷的加大其轴心位置不断上移，这要求承重装置能时时进行相应的变化，而这又将使整个卷布装置变得庞大而复杂。所以选择轴心传动型，其结构简单，卷布辊轴直接固定在机架上，由齿轮等带动其转动进行卷布。（三）初步设定卷取方案的原理通过前面确定卷布装置的布置和传动的方式后，我们采用的卷布原理如下图所示（其
30、具体工作原理已在第 1.2 节详细叙述） 。12第 2.2节 定张力机构的方案设计为提高布卷质量，在卷取过程中要维持布中张力基本恒定。此处由于布卷直径很大又进一步加大了张力控制的难度。在前面的调查中，各种设计为了达到定张力的目的，采用了诸如单独恒转矩电动机驱动摩擦辊或无级调速电动机的方法，有的甚至采用电气控制箱等对张力进行控制，而这无疑会使结构复杂、成本过高、使用调整不便，另外一些纯机械的方法又不能取得很好的效果。（一）实现定张力的要求通过动力学分析不难发现，在卷取过程中维持布中张力恒定的要求在于：随着织造过程的进行，卷布辊上的布卷直径会逐渐增大，若要维持布中张力恒定，则必须要使卷布辊上的卷取
31、力矩随着布卷直径的增大而相应增大。目前所见的机械式卷取装置尚不能令人满意地实现上述卷取力矩随布卷直径的增大而相应增大的要求。（二）存在的问题对在前面确定的卷布方案进行分析发现，链轮的输出转矩主要由弹簧的压力决定，因为弹簧压力基本恒定，使卷布转矩不能随布卷直径的增大而增大，即不能较好地维持布中张力的基本恒定。（三）问题的解决1.“反馈”思想的引入为了使卷取力矩（即链轮的输出力矩）随着布卷直径的增大而增大，以维持布中张力基本恒定，我们考虑利用的思想，就是用布卷的直径来控制链轮输出力矩，因为输出力矩是由摩擦盘的压力决定的，在此用布卷的直径来控制摩擦盘的压力，使压力随着布卷直径的增大而增大。比如采用电
32、气控制方法利用传感器等测出布卷直径变化并通过控制系统来控制摩擦盘压力的变化，如第 1.2节中图 1-6中提到的利用一探测杆直接测量布卷直径来对电动机进行控制，这样就又回到了电气控制的复杂中去，但我们从此装置中受到启发，结合其“反馈”原理。而此处直接简单而巧妙地利用一个机械式中间机构把卷布装置和力矩输出装置连接起来，将布卷直径的增大变化反馈给力矩输出装置而使13其输出的力矩相应变化。即提出一种带力矩补偿机构的织机卷取装置。2.结构上的改进因为只靠链轮和两侧摩擦盘之间的摩擦力是不能传递足够大转矩的，而且也会使链轮结构复杂加工难度大。可以直接采用一个单独的摩擦式联轴器来传递摩擦转矩，摩擦式联轴器的内
33、摩擦盘与卷取辊轴连接，外摩擦盘与链轮连接。同时设计一个与补偿机构相连的压紧机构紧压在摩擦式联轴器的摩擦盘上以保持摩擦离合器所需的压力。3.定张力机构的组成带力矩补偿机构的定张力卷布机构主要由输入输出轴、摩擦式联轴器和力矩补偿机构组成。输入轴为带花键的轴，输出轴是带链轮的空心轴，两轴通过推力轴承和滚针轴承联接，两轴同轴并能相对转动。摩擦式联轴器由内摩擦盘、外摩擦盘、摩擦片、压簧、调整螺母等组成。外摩擦盘通过螺钉与空心输出轴联接，内摩擦盘通过花键与输入轴联接，可沿轴向移动，通过调整螺母可设定内外摩擦盘之间的初始压紧力，即可设定输出轴的初始输出力矩。力矩补偿机构由压布辊、压布辊摆杆、感知导杆、感知弹
34、簧、调节螺母、感知摆杆、调节螺钉、压叉和球轴承等组成，该机构的特征是能把压布辊摆杆的摆动角度转变成压叉对上述内摩擦盘的相应压紧力，从而通过输出轴的力矩补偿维持卷取过程中布的张力基本恒定。4.定张力机构工作原理本设计解决定张力问题的原理和方法是：用摩擦式联轴器联接输入、输出两轴，以便能通过改变摩擦式联轴器内、外摩擦盘之间的压紧力来改变输入轴传递给输出轴的摩擦力矩；同时，通过力矩补偿机构来感知卷布辊上布卷直径的大小，并相应地改变摩擦式联轴器内、外摩擦盘之间的压紧力，以实现卷布辊上的卷取力矩随布卷直径的增大而增大的目的。图 1是带力矩补偿机构的织机卷取装置的剖视示意图。图 2是图 1的局部左视示意图
35、。图 3是图 1的局部右视示意图。图中：1、压布辊；2、压布辊摆杆；3、弹簧导杆；4、调节螺母；5、感知压簧；6、感知摆杆；7、调节螺钉；8、压叉；9、深沟球轴承；10、调整螺母；11、垫片；12、压簧；13、内摩擦盘之一；14、摩擦片之一；15、外摩擦盘之一；16、联接螺钉；17、向心推力球轴承；18、输出轴；19、滚针轴承；20、推力轴承；21、输入轴；21、箱式墙板；23、向心推力球轴承；24、卷布辊；25、布卷。参照图 1至图 3，本设计给出的卷取装置的具体结构方案如下：卷布辊 24通过传动14链（图中未画出）与输出轴 18相联；空心输出轴 18用推力轴承 20和滚针轴承 19与输入轴
36、 21联接，两轴轴线重合且允许相对转动；摩擦式联轴器的外摩擦盘 15用螺钉与输出轴 18固联，内摩擦盘 14通过花键与输入轴 21相联并能沿轴 21轴向移动，联轴器的初始输出转矩由压簧 12和调整螺母 10设定，所述的初始输出转矩为布卷（25）直径等于卷布辊（24）直径（即卷取辊上基本无布）时维持布中张力为预期值所需的输出轴输出转矩，能通过拧松或拧紧调整螺母 10方便地设定。随着织造过程的进行，布卷 25的直径逐渐增大，压布辊摆杆 2的摆角随之相应增大，推动压簧导杆 3移动，使压簧 5对感知摆杆 6的压力增大，进而通过调节螺钉 7迫使压叉 8上的深沟球轴承 9对内摩擦盘 13的压力进一步增大，
37、从而使输入轴 21传递给输出轴 18的摩擦转矩增大，这又使卷布辊上的卷取力矩增大，最终实现布中张力基本恒定的定张力目标。其中压布辊摆杆 2的摆角增量与压簧 5对感知摆杆 6的压力的增量之间的关系能通过调节螺母 4和调节螺钉 7方便的进行调整。15第 3章 定张力卷布机构结构设计第 3.1节 链传动设计定张力机构需要接受从织布机母机传入的动力，由于从织布机引导过来的传动装置紧靠着地面，而定张力机构距离地面还有一段距离，在其之前需要有一个中间传动轴。同样，定张力机构把动力传递给卷布辊轴也需要一个中间传动轴。由于各轴之间距离较长，同时为了减少定张力机构的轴向尺寸，在此将其动力的输入和输出设计为链传动
38、。（一）链型号的选择在此以定张力机构到卷布辊之间的链传动为对象进行设计，初步设计其齿数比为21：48，中心距为 500mm。选用滚子链，由于布卷张力不是很大，而且链速极低，功率很小，在此不适宜于采用根据链速和功率确定链的型号的方法。在设计时先参照其他设计案例及设计经验初选链的型号，然后再对其进行校核。1.链的型号选用 10A，其参数如下链号 10A 销轴直径 d2 5.08节距 p 15.875 内链板高度 h2 15.09滚子外径 d1 10.16 极限拉伸载荷 Flim 21.8KN内链节内宽 b1 9.40 每米质量 q 1.0kg2.链轮设计链轮齿形选用较常用的三圆弧一直线齿形，轴向齿
39、形选择 B型（如图 3-1所示） 。确定了链的型号和链轮齿数后链轮的基本参数和主要尺寸也就确定，其准确值参见附录中链轮零件图。16对于定张力机构的输出链轮，为了使其制造安装方便，将其设计为组合式，联结摩擦离合器外摩擦盘处与链轮主体分开，与链轮之间采用螺栓联结，结构如图 3-2所示：图 3-1 图 3-2（二）链传动的强度校核卷布的速度为 15cm/min=2.5mm/s,设计布中张力时，查阅很多资料都没有找到具体值，考虑到此时布在织好后再卷绕到布卷上，张力不必很大，此处设计其不超过 500N，在进行强度校核时张力以 500N进行计算。由于链速较低，因抗拉静力强度不够而破坏的几率很大，常按下式进
40、行抗拉静力强度计算 lim148caFNSK:式中: 链的抗拉静力强度的计算安全系数；caS单排链的极限拉伸载荷；limF链的排数；N工作情况系数；AK链的紧边工作拉力。1经查表工作情况系数取 1.3；所选 10A链的极限拉伸载荷 =13.8KN；limF链的紧边拉力为 1ecfF其中 为链中的有效圆周力eF0ePv离心力引起的拉力 2cFq式中： q单位长度链条的质量，单位为 kg/m；v链速，单位为 m/s。17悬垂拉力 的大小与链条的松边垂度及传动的布置方式有关，这里fF2(sin)10ffFKqa式中： 链传动的中心矩，单位为 mm； ；a 5单位长度链条的质量，单位为 kg/m；q垂
41、度系数，查表得 。fKf代入数据计算得N2(5sin30)1507.5fF由于布卷直径范围为 200-1200mm， 随布卷直径增大而变大， 随布卷直径增大而e cF变小，所以暂不能确定布卷直径为何值时 取到最大值。1大链轮直径为 242.725mm，代入数据可以得到 与布卷直径的关系：1F1ecfF2504.75(.02).24.7dqd布 布2368.布布通过数学计算，在 200-1200范围内 是 的增函数，即 F1在 时取到最大1Fd布 20d布值。N120.3682.67.549.1lim1.1.caAFnSK所以，此链传动设计满足要求。(三)张紧轮的设计为了避免链条在垂度过大时产生
42、啮合不良，同时为了增加链条与链轮的啮合包角，常对链传动进行张紧。张紧的方法很多，当链传动的中心距可以调整时，可通过调节中心距来控制张紧程度。当中心距不能调整时，可设置张紧轮或在链条磨损变长后从中取掉一、二个链节。在这里设计张紧轮进行张紧。张紧轮一般紧压在松边靠近小链轮处，张紧轮可以是链轮也可以是无齿的滚轮。其直径略小于小链轮直径。本设计采用比较简单的无齿滚轮作为张紧轮，并通过弹簧进行自动张紧。其作用原理是先将此张紧轮固定在机架上适当的位置，链条从两张紧轮之间穿过，由于扭转弹簧的作用即可将链条张紧。张紧轮的结构如图 3-3所示18图 3-3第 3.2节 摩擦式联轴器的设计此处所用摩擦式联轴器即为
43、摩擦离合器，机械式摩擦离合器靠主、从动部分的结合件间的摩擦力传递转矩。有片式、圆锥式、块式、鼓式、涨圈式等形式。片式摩擦离合器的优点是转矩大时可采用多片，应用广泛，这里我们选用片式（如图 3-4所示） 。图 3-41.选择摩擦副材料：内外摩擦盘采用 45钢 摩擦片采用摩擦系数较大的石棉基摩擦材料，厚度为 30.12h2.根据结构确定摩擦片内径 ，外径0.8213D0112D3.求平均速度 00 nV6119式中： n离合器所在轴的转速。代入数据算得m/s304.71V4.求计算转矩 cTcmvSTK式中： T离合器所在运转中传递的最大工作转矩,经计算为 131Nm；S离合器安全系数，这里取 2
44、；Km离合器接合频率系数，取 1；Kv滑动速度系数，取 1.5。代入数据算得计算转矩Nmm174.cT5.求摩擦副数 21160()czZfpDK式中： f摩擦系数，取为 0.3；p 摩擦副许用压强，取为 0.25MPa；Kz摩擦副个数系数，取为 1。代入数据算得 26074.3.14.25(13)(013)Z=1.56所以摩擦副数量至少为 2，但经过后面的验算发现摩擦副数太少使摩擦面上的压力很大，会造成相关零件尺寸很大，影响设计。在此将主、从动片数均设计为 3，即摩擦副数为 5。6.散热计算一般只对接合频繁的离合器进行散热计算，由于本设计中的离合器没有频繁接合，故不进行散热计算。设计的离合器模型如图 3-5：2
