形式提醒：结业设想（论文） 题 目： 梳棉机大直径圈条器的设想 学 院： 机电工程学院 专业班级： 机械工程及主动化 11 级（8 ）班 指点教员： 王 锦 职称： 副传授 先生姓名： 程 旭 学 学 号： I 摘 要 圈条器是梳棉机的主要机构，它的次要感化是将大压辊输入的棉条依照必然的圈条轨迹，杂乱无章地圈放在条筒内。跟着梳棉机的高速、高产化，大直径圈条器的设想日益惹起人们的注重。 在本次结业设想中，次要针...

　　结业设想（论文） 题 目： 梳棉机大直径圈条器的设想 学 院： 机电工程学院 专业班级： 机械工程及主动化 11 级（8 ）班 指点教员： 王 锦 职称： 副传授 先生姓名： 程 旭 学 学 号： I 摘 要 圈条器是梳棉机的主要机构，它的次要感化是将大压辊输入的棉条依照必然的圈条轨迹，杂乱无章地圈放在条筒内。跟着梳棉机的高速、高产化，大直径圈条器的设想日益惹起人们的注重。 在本次结业设想中，次要针对梳棉机的各类圈条器停止了深切的阐发和比力，最初我挑选了式圈条器，并初步肯定了 Ф800 式圈条器的设想计划。经过MATLAB 成立数学模子,优化相关布局参数。肯定了部门零件的参数、加工工艺等。利用 SolidWorks 软件绘制了零件图，利用 AutoCAD 软件绘制了拆卸图。最终完成了Ф800 式圈条器的设想。 环节词：梳棉机，圈条器，布局参数 II ABSTRAC Coiler is an important part of carding machine,The main function of coiler mechanism is to place the silver that output from calendar rollers into a can with a way of striped uniform placement.With the high-speed and high-yield development of carding machines,the design of large diameter coiler has increasingly caused people’s attention. In this graduation design,this mainly conducts in-depth research on coiler of carding machine,my choice is planetary coiler, I designed the Фing the software of SolidWorks drawed some important parts,AutoCAD and using the software of AutoCAD assembly drawing.Then the Ф800 planetary coiler is completed. KEY WORDS : carding machine, coiler, structural parameter 西安工程大学本科结业设想（论文） I 目 录 第 1 章 概述 ····················· 1  1.1 圈条器的感化及成长情况 ············································································ 1  1.1.1 圈条器的形成及感化 ········································································· 1  1.1.2 圈条器的成长情况 ············································································· 1  1.2 圈条器的工艺请求 ························································································ 1  1.3 圈条器的四种方式 ························································································ 2  1.4 圈条器的次要类型及各自特性 ···································································· 2  1.4.1 保守圈条器 ························································································· 2  1.4.2 式圈条器 ····················································································· 3  1.4.3 偏疼齿轮式圈条器 ············································································· 4  1.4.4 RTC 圈条器 ························································································· 6  1.4.5 四种圈条器的比力 ············································································· 6  第 2 章 实际阐发与计较 ················ 7  2.1 圈条立体轨迹和圈条传动比的计较 ···························································· 7  2.2 卷装容量优化计较 ······················································································ 10  2.2.1 卷装容量（便条总长度 L）计较 ···················································· 11  2.3 偏距比 ε的最优值计较 ·············································································· 14  第 3 章 Ф800 圈条器的布局设想 ············ 16  3.1 Ф800 圈条器的设想计划 ············································································ 16  3.1.1 式圈条器的机构 ······································································· 16  3.1.2 式圈条器传动零碎简介 ··························································· 17  3.1.3 圈条方式的挑选 ··············································································· 18  3.2 偏疼距 e 的肯定 ··························································································· 18  3.2.1 成立数学模子 ··················································································· 18  3.2.2 操纵 MATLAB 对偏疼距 e 最优化 ················································· 19  3.3 传动比的计较 ······························································································ 24  3.3.1 次要参数 ··························································································· 24  3.3.2 实际传动比的计较 ··········································································· 24  3.3.3 现实传动比的计较 ··········································································· 25  3.3.4 工艺上和布局上的差别 ··································································· 26  3.5 部门零件的设想尺寸 ·················································································· 26  3.6 部门零件感化、加工工艺及装置 ······························································ 27  参考文献 ······················ 32  致 谢· ······················ 33  附 录 1 ······················· 34  西安工程大学本科结业设想（论文） II 附 录 2 ······················· 35 诚信声明 西安工程大学本科结业设想（论文） 1 第 第 1 章 概述 1.1 圈条器的感化及成长情况 1.1.1 圈条器的形成及感化 圈条器是梳棉机经道夫剥棉[1] ,压辊成条后圈到棉条筒的一种安装.供后道并条机工序利用。在棉或毛条出产进程中，普通采用圈条器将便条杂乱无章地圈放在条筒内。便条在筒内须作有纪律的圈放，一是为了添加条简的容量(或充实操纵条筒的容积)，以耽误换筒距离时候；二是有益于后道工序加工，使筒内便条能被成功引出而无不测牵伸或杂乱断裂之弊。 圈条器使用场所，见表 1-1 表 1-1 圈条器使用场所 圈条器使用场所 特性 梳棉机 搜集经过喇叭口和大压辊加压成的棉条并条机 圈绕紧压罗拉压紧后的棉条 精梳机 搜集大压辊加压的棉条 1.1.2 圈条器的成长情况 在棉纺工序中，国表里普遍采用的圈条器方式为底盘动弹式即保守圈条器。但跟着高速高产的请求，国外已有很多国度研制并利用了式圈条器、RTC 圈条器。例如：力达 C1/3 型、特吕茨施勒尔 DK2 型、梳棉机上均利用了式圈条器。我国因为绝对手艺程度掉队于国外，今朝大大都厂家仍在普遍利用保守圈条器。今朝我国很多厂家在曩昔根本上除了引进利用式圈条器，还有其他几种新型圈条器正在研制试用中。 1.2 圈条器的工艺请求 出产中，为了进步休息出产率和装备操纵率，利用大直径的条筒，并请求在必然的卷装尺寸所形成的几何空间内能归入最大容量的成品。因为纤维间抱合力小，便条的强度低，便条在圈入或引出条筒时，如接受较大的拉力，便会发生不测牵伸或断头。西安工程大学本科结业设想（论文） 2 因而，除上述请求外，还请求圈条成形准确，条理分清，便条间不相互纠缠。因而，梳棉机圈条机构的设想，应知足下列工艺请求： （1）跟着车速的敏捷进步，对机械防振设想请求很高故必需对悬吊式圈条机构的设想给以充实留意，以求运转不变；（2）优良的圈条成行会少量削减棉条之间的粘连、乱条和皱折，这不只给挡车工带来操作上的便利，还可认为下道工序的高产优良供给有益前提；（3）圈条牵伸的挑选应使分歧原料、号数的便条能成功经过圈条斜管而不梗塞，且欠好转条干平均度，故应供给一个可调范畴，使工艺办理有多种挑选；（4）条筒容量是进步休息出产率的主要成绩，故在设想时应挑选适宜的工艺参数，使在不异筒径内，能包容较多便条；（5）招考虑各类工艺参数调整的便利以及机械上的便利，使能充实阐扬机械效率；（6）圈条斜管齿轮每一反转展转的圈条轨迹长度应为小压辊在同期送出的棉条长度与圈条牵伸之积；斜管齿轮一转，底盘齿轮应转过一个得当的角度，这一角度要使底盘齿轮在以偏疼距为半径的圆周上转过的弧长与棉条直径相等，如许方可一圈圈慎密铺放[2] 。 1.3 圈条器的四种方式 圈条器可分为同向大圈条，同向小圈条，异向大圈条，异向小圈条四种。研讨表白，在统一条筒直径的棉柱高度前提下，四种圈条器所能取得最大条桶容量有如下联系： 并且，条筒直径越小，四种圈条器所能到达的最大条筒容量的差别越大，影响条筒容量的环节参数是偏疼距 e 值。 1.4 圈条器的次要类型及各自特性 1.4.1 保守圈条器 这种圈条器是曩昔次要用的圈条器方式。其任务道理是便条经一对小压辊紧压后输出圈条盘的斜管，再向下输入而被铺放在条筒内。棉条随斜管作等速反转展转，输入的棉条在条筒空间成圆形。因为圈条盘核心与条筒核心之间有一偏疼距，圈条盘和条筒按同向(或异向)动弹，条筒转速比圈条盘慢，如许棉条便在条筒内呈近似摆线轨迹铺放，且棉条在条筒内构成一个地方有气孔的圆柱形圈条卷装，棉条圈放成形必需由圈条器动弹和底盘的反转展转两种活动同时完成。如简图 1－2 所示。图中偏疼距 e 为必然值。该圈条器操纵圈条盘与条筒之间的绝对活动完成圈条成形。 西安工程大学本科结业设想（论文） 3 图 1－2 保守圈条器简图 圈条轨迹方程为： （1－1）      式中： e－圈条盘和条筒的核心距即偏疼距。 r－圈条半径。 ω－条筒动弹的角速度。逆时针动弹时取“－”值，顺时针动弹时取“+”值。 i－圈条器与条筒之间的速比。两者转向不异时取“－i”； 两者转向相同时取“+i”。 出产理论申明：当采用底盘动弹式圈条器时，棉条沿条筒直径标的目的的散布密度是不服均的，气孔四周宽度为棉条直径的圆环内密度最大，稍远处密度逐步降低，在筒边缘处，密度又有所加大，明显，条筒的容量操纵率是不高的。 特性：这种保守的圈条器装置必需挖地坑，不易楼上装置。但条筒直径小，容量较小，对工人来说操作便利。因而，还被普遍利用。可是这种圈条器铺放的便条在气孔和条筒壁左近构成部分密度很高的区域，使铺放的平均水平很差，影响条筒容量。 1.4.2 式圈条器 式圈条器现被普遍利用。其任务道理和反转展转式相雷同，动力由梳棉机大压辊输出，经立柱内一对圆锥齿轮变换标的目的，然后再经加速器别离传动圈条部件中的上齿轮和下齿轮，使圈条盘停止自转和圈条盘底架相当于保守布局中的底盘公转，来完成卷绕活动。如简图 1－3。 西安工程大学本科结业设想（论文） 4 图 1－3 式圈条器 特性：式圈条器没有条筒盘，而是把条筒间接停放在空中上，换筒时很易被推走，而且车间的空中不需挖坑，可在楼上装置。可是工人将棉条头拔出小压辊钳口比力坚苦。在气氛中反转展转的棉条易发毛和破边,且易发作不测牵伸[3] 。 关于圈条器的细致设想阐发进程详见第 3 章此处不再赘述。 1.4.3 偏疼齿轮式圈条器 其简图如图 1－4 所示： 图 1－4 偏疼齿轮式圈条器简图 这种方式的圈条器是在保守圈条器的条筒与圈条盘的传动线中引入了偏疼齿轮对，且偏疼齿轮的转速与圈条盘的转速不异，偏疼齿轮对所发生的相同速度动摇正好抵消了保守圈条器本来的速度动摇，使圈条速度根基连结不变。 偏疼齿轮布局如图 1－5 所示： 西安工程大学本科结业设想（论文） 5 图 1－5 偏疼齿轮布局 偏疼齿轮对速比为： ) ( ) cos( 2 1) cos( 2 111 1 1211 1 121ie ee ei          式中：1e ＝ /R  1 ＝11 1sin [ (sin )] e  当1e 很小时， i 1  ，以为1di( )/dt=0  条筒顺时针动弹角速度  ，圈条盘逆时针标的目的动弹。 圈条活动轨迹为： cos( ) cos[( )(1 )]sin( ) sin[( )(1 )]x e t r t iiy e t r t ii        （1－2） 222 2( / ) (2 / )( 1) cos( ) ( 1) v r e r e r i i tii iiy x           圈条速度 v 为： 当 tii  ＝2n  时， ( 1 / ) v r ii e r     min 1 1 ( ) (1 )/(1 ) i i e e     当 tii  ＝（2n＋1）  时， ( 1 / ) v r ii e r     max 1 1 ( ) (1 )/(1 ) i i e e     （n＝0、1、2、…） 若要使圈条速度连结不变，则应使： 1 1 1 1[(1 )/(1 )] 1 ( / ) [(1 )/(1 )] 1 ( / ) i e e e r i e e e r          西安工程大学本科结业设想（论文） 6 21( ) 1ir ire ee     经研讨发觉，这种圈条器大圈条时，圈条速度转变率v 较小，采用偏疼齿轮机构传动意义不大。采用小圈条时，圈条速度转变率v 达 4～5％，此时可采用偏疼齿轮机构传动，以使v 趋势于零。但因为该机构比力繁杂，故使用不很普遍。 1.4.4 RTC 圈条器 RTC 圈条器是来去挪动反转展转底盘式圈条器中较为典型的一种[4] ，近年来也有所使用和成长。 这种有条筒来去挪动安装的 RTC 圈条器与保守圈条器比拟，可使条筒容量添加15%－20%。其次要缘由是：RTC 圈条器可使条筒内的棉条上基层错开，密度平均度进步，招致单元高度的层数大大添加；同时，有前提响应缩大方孔直径，充实操纵空间，且条筒直径越大，此操纵率越大，增容结果越较着[5] 。 1.4.5 四种圈条器的比力 不论是保守式仍是偏疼齿轮式，在传动零碎中都采用了链传动，其传动时振动大、冲击大、乐音高、运转颠簸机能差、不易高速。同时老机上的齿轮传动，可确保速比定值,且无滑动，但齿轮响声大，且不易高速。机械启制动时，冲击较大．虽然人们对原机构做了不少改良，如： (1)将便条紧缩； (2)采用特别方式的曲线斜管或变向的曲线斜管； (3)采用气流保送安装； (4)利用主动式圈条器，在斜管入口处有一对辅佐小压辊作为牵引罗拉； (5)促进斜管的光亮度，以防棉条梗塞，改善便条的平均度，停止容量优化设想等，但这些仍不克不及很好知足现实的需求。 式圈条器绝对以上三种圈条器来说，成形较好，容量大，断头少，占空中积小，维修调养便利，电耗低，不消节制底盘，活动比力颠簸等长处被普遍利用． 可是以上所述的圈条器都有一个配合的错误谬误，即一根完整平均的棉条，颠末圈条器放于棉条筒内，城市发生不匀。这是由于输出圈条器棉条的速度是恒定的，而圈条轨迹速度是周期性转变的，也就是说圈条器的输入速度是周期性转变。 西安工程大学本科结业设想（论文） 7 第 第 2 章 实际阐发与计较 2.1 圈条立体轨迹和圈条传动比的计较 圈条机构的传动比设想[5] ．起首必需使圈条盘一转所完成的圈条轨迹长度等于小压辊在统一时候内的输入长度，即两者的转速比应准确共同。不然．圈条盘转速偏慢时将会成便条在斜管内拥堵梗塞；反之，圈条盘转速偏快时，将形成便条的不测牵伸[6] 而影响圈条成形和成纱质量。 设小压辊的角速度为 ω g (转速为 n g )，半径为 r g ，则其出条速度为 r g ω g ( =2πr g n g )，这一速度应等于圈条器的圈条速度 v 0 上面将按照圈条轨迹求出该圈条速度 v。 如图 2—1(a)所示， 以条筒核心为坐标原点成立流动在筒上的坐标系 XOY。设点P 为圈条盘上出条点，r 为圈条半径(=O Q P)。圈条盘的角速度 ω Q 和条筒的角速度 ω T都是逆时针标的目的。依照反转法，当圈条盘完成转角Q (=ω Q t)的同时，圈条盘核心 O Q 的转角为-T ，故得点 P(x，y)的坐标如下： （2—1） 式(2—1)也是条简内圈条轨迹的参数方程式。该式求时候导数则得 圈条速度 v 如下： = + = + = = 式中 = i 2 即圈条盘与条筒盘的速比，两者同向时取正值，异向时取负值[6] 。 西安工程大学本科结业设想（论文） 8 （a） i 2 =ω Q /ω r +1 i 2 =ω Q /ω T -1 （b） （a）圈条轨迹阐发 （b）圈条盘一转，条筒内便条轨迹长度 S 0 图 2-1 圈条轨迹 于是可得 （2—2） 西安工程大学本科结业设想（论文） 9 按式(2—2)算得的圈条速度 u 不等于恒值，它随圈条盘转角 作周期转变，其转变范畴如下： (2—3（a）) 但是．小压辊的出条速度是不变的，故在Q =0 的上，因为 v 0 偏小．必将形成便条张力败坏，便条将向斜管外侧偏离,使圈条半径 r 添加(添加到 r 0 )；在Q =π的上，因为 偏大，必将形成便条被拉紧而招致张力添加，便条被拉向斜管内侧，使圈条半径 r 减小(减小到 r π )。如许，经过 r 的巨细转变就能顺应小压辊出条速度不变。实际受骗 r 不转变时，在条筒内的圈条呈摆线状散布，但现实受骗 r 转变了，则呈近似的摆线形态。 停止机构设想时可取圈条速度均匀值 v av [=( +v π ) ／2]等于小压辊出条速度 r g ω g 。从式(2—3 (a))可得出下列成果： ( =（ - ） （1-1/ ） (2—3（b）) 故得传动比 i 1 为 = (2-4) 上面持续阐发传动比 i 2 =ω Q ／ω T 的肯定。如图 2—2 所示，按照绝对活动，圈条盘核心绝对于条筒核心 O 的绝对轨迹 O 1 O 2 是在一个半径为 e 的圆上。设便条宽度为 2r 0 ，若请求相邻两圈便条慎密陈列，既无太大间隙又无太多堆叠，则任一圈条外弧曲线(半径=r+r 0 )该当与相邻圈条内弧曲线(半径=r— )在 P 点处彼此内切。且 O 1 O 2 =C=2r o ，其所对应的圆心角 应等于每放进一圈便条(即圈条盘每转一周)时条筒所转过的角度。即 ≈C／e=2r o ／e 那么条筒转过每一周(2π角度)所能包容的 数，即应等于圈条盘与条简之间的传动比i 2 ，故得 i 2 = ／ω T =±2π／ = ±πe／r o (2—5) 由式(2—5)所肯定的 i 2 值是当两圈棉条慎密陈列时的极限值，现实上 i 2 值应略小于此极限值，使相邻两圈棉条之间呈现一些空地(C2r 0 )。如许的卷装弹性较好，且可削减在棉条从筒内引出时因彼此粘连而拉乱概况层纤维的机遇。将式(2—5)代入式(2—4)中，即可求得圈条盘与小压辊之间的传动比 i 1 ： （2—6） 式平分母在圈条盘与条筒转向不异时取负号，相同时取正号。现实出产中只是在圈条层相当接近圈条盘底面时才干使圈条成形较好，故普通在条筒内都装有弹簧托盘，使在空筒起头任务时就能切近圈条盘，如许可连结成形优良，还能减小便条从筒内引出西安工程大学本科结业设想（论文） 10 时的张力转变。 设圈条盘每转一圈的时候为 T(=2π／ω Q )，则可按照式（2—3(b)）求得该时候内的圈条长度为 S 0 =r g ω g T=(1—1／i 2 )rω Q T=2πr(1 一 l／i 2 ) ( (2—3 (c)) 拜见图 2—1(b)。 图 2—2 圈条陈列阐发 2.2 卷装容量优化计较 便条被圈条器杂乱无章地归入条筒内[7] ，构成一个地方有气孔的圆柱形圈条卷装。设圆柱高为 H，外径为 D(=2R)，关于一个已给定 H 和 D 的圆柱应若何挑选气孔直径D 0 ，才干使取得的圈条卷装容量或分量为最大?因为气孔直径的巨细决议于上、下盘的核心偏距 e，例如，关于大圈条卷装 D 0 =2(R-2e-2r 0 )，关于小圈条卷装 D 0 =2(2e 一 R)，式中 2r 0 为条宽，见图 2—3，这就引出圈条器设想参数 e 的寻优成绩。 西安工程大学本科结业设想（论文） 11 (a)大圈条 （b）小圈条 a=r-r 0 ,b=r+r 0 -e=R-2e a=r+r 0 ,b=e-r+r 0 =2e-R+2r 0 r=R-e-r 0 ,D 0 =2(R-2e-2r 0 ) r=R-e-r 0 ,D 0 =2(2e-R) 图 2—3 在最密圈上的圈条部门 HF 2.2.1 卷装容量（便条总长度 L）计较 筒内的每一圈便条呈近似摆线外形，相邻的两圈便条核心都陈列在半径为 e 的圆周上(圆周核心即为条筒核心 O)，设其相隔间隔为 C(≥2r 0 )，则在该圆周上陈列圈条总数是i 2 =2πe／C 圈，构成一个卷绕层[10] 。在沿气孔四周和沿圆柱外周缘宽度为 2r0 的两圆环上，便条彼此堆叠最甚，其密度很大，而两头密度则较小。故卷装内卷绕密度[11] 沿圆柱径向散布不服均，此中沿气孔四周圆环内卷绕密度最大，称为最密环。令每一个卷绕层在最密环上的高度为 h。那么圆柱高度 H 的操纵就取决于 h 的巨细了。 图 2—4 相邻的两个新月形的终点 H 错开 西安工程大学本科结业设想（论文） 12 如图 2—3 所示，圈条器每一圈便条在最密环(图中虚线所示)内重合部门呈新月形(或梭形)HF，它所对的核心角为 ；下一圈便条的新月形肯定部门叠放在前一圈便条新月形上，但两者的终点 H 1 和 H 2 不重合，而是顺着圈条的活动标的目的错开一个核心角 ，如图2—4 所示。一个卷绕层在最密环内有 ／ 圈便条堆叠，则得每一卷绕层的高度 h=t ／，t 为便条厚度。又因一个卷绕层所包容的便条合计 2π／ 圈，则响应的便条长度为2πS 0 ／ ，S 0 为每圈便条长度，按式[2—3 (c)]： S 0 2πr ≌ ×(1—1／i 2 )，，r(=R—e—r 0 )为圈条半径，i 2 为圈条比，i 2 =±2πe／C(≤±πe／r 0 )，高低盘作同向动弹时取符号，作异向动弹时取上面符号．下文同。所以，高为 H 的圆柱共包容便条的总长度 L 为： （2—7） 或采用量纲为一的数暗示，令 ε=e／R，γ=r 0 ／R，ζ =C／R，(C≥2r 0 )．则得 = (2—8) 核心角 的巨细，从图 2—3 可用余弦解出。关于大圈条如图 2—3 (a)所示，便条上点 H 是在假定条筒不转环境下，按照圈条盘自转角T (= OO Q H)和同时又作绝对活动的公转角T (= Q ／i 2 )而求得，由该图可得 (2—9) （2—10) (2—11) 关于小圈条，由图 2—3 (b)可得 西安工程大学本科结业设想（论文） 13 (2—12) (2—13) (2—14) 将式(2—11)或式(2—14)代入式(2—8)即得圈条容量系数 ι 与偏距比 ε 的联系式，以条宽比 γ 和圈距系数 ζ 为参变量可绘出曲线 ι—ε 图 2—5。关于大圈条，按照式(2—11)可知，当 ε 一 γ 及 ζ 一 2ε 时， =Q =π，故 α=2(π 干 1)，此时只要靠卷装周缘有便条，气孔直径到达最大，卷装容量最小。当 2ε=1 一 γ 时 =π，Q =0， =2π，此时气孔直径已减少为零，最密圈亦缩到最小，每添加一圈棉条，最密圈的厚度即增大一个 t 值，卷装的容量亦遭到。所以，ε∈[γ，0．5(1 一 γ)]。关于小圈条，按照式(2—14)可知，当 2ε=1 一 γ 时 =π 而Q =0。故 =2π。此时气孔直径亦减少到零。而当 ε=l—γ 即e=R 一 r 0 时， =0， Q =π，故 i 2 =π(R 一 r 0 )r 0 ，此时气孔直径则到达最大，所以，ε∈[0.5(1—γ)，(1—γ)]。 ?a? = 西安工程大学本科结业设想（论文） 14 （b） 图 2—5 ι—ε 曲线图 从图 2—5 可知，不管大、小圈条，ι—ε 曲线均呈上凸状，表白白有最大容量和最优偏距具有。当 γ0.03 时，这些曲线在其极值点左近较为紧张地降落，表白选用的偏距如稍许偏离了最优值，形成的圈条卷装容量削减并不非常较着。再从式(2—8)、式(2—9)和式(2—10)的阐发成果来看．大、小圈条都以上、下盘作异向动弹时获得稍大的极值容量[9] 。至于大、小圈条在上、下盘转向取异样挑选和 γ 值不异时所取得的极值容量相差不大。 2.3 偏距比 ε 的最优值计较 欲使式(2—8)的 ι 取得极大值，则应令 d ／dε=0，即得 =0 （2—15） 关于大圈条，由式(2—11)求得 （2—16） 西安工程大学本科结业设想（论文） 15 式中 sin 、sinQ 和角 Q 由式(2—9)、式(2—10)求得。 关于小圈条，由式(2—14)可求得 = （2—17） 式中 sin 、sinQ 和角 Q 由式(2—12)、式(2—13)求得。 别离代入后求得大、小圈条容量极限前提式，其根便是偏距比的最优值 ε,制成表 2-6，供选用时参考。 再转变 C/2 r 0 的值可解的偏距比 ε(= e/R)如表 2-7 所示 表 2-6 圈条器上、下盘（作异向动弹时）核心偏距的最优值 ε 表 2-7 最优偏距比 e/R 西安工程大学本科结业设想（论文） 16 第 第 3 章 Ф800 圈条器的布局设想 3.1 Ф800 圈条器的设想计划 本次结业设想参照了立达开清棉机－FA211 梳棉机[13] 停止设想，并经本文第 1 章圈条器类型阐发后，最终肯定设想?800 圈条器，圈绕体例为异向大圈条。 3.1.1 式圈条器的机构 (1）传动零碎：动力由梳棉机的大压辊输出，经立柱内一对圆锥齿轮变换标的目的，然后再经二齿差加速器别离传动圈条部件中的上齿轮和下齿轮，使圈条盘停止自转和圈条盘座架相当于保守圈条器布局中的底盘的公转，构成周转轮系的卷绕活动。 (2）立柱：采用钢管布局，管体除作立轴支承外，还能够与整个立柱部件一路与绝对于其上的加速部件、圈条部件及其下部的棉条筒作摆布必然范畴内的动弹，以顺应各类左、右手梳棉机，矫捷设置装备摆设。管内圆锥齿轮，除作动力传送外，还可按照本圈条器装置在梳棉机的左侧或右侧，而只需将该圆锥齿轮按现实装置，以圈条器上部(仰望)有自转和公转均为逆时针的反转展转活动。 (3）加速安装：采用两齿差加速器。 (4）圈条安装：无斜管(与保守布局分歧)，棉条经引领导轮，公转张力弥补导轮，自转张力弥补导圈，再经过装于输入小压辊上部的喇叭头，然后由输入小压辊间接输出棉条筒。输入小压辊为主动传动并附设加压机构。圈绕活动(公转与自转)由轮系与定轴轮系停止传动，圈条器上部有三个扭转支承部门，采用钢丝与钢珠构成的钢丝跑道布局，钢丝直径为 3 毫米，钢珠直径为 8 毫米，并配有滚珠连结圈。 （5）导条张力弥补安装：别离采用导轮与导圈作公转与自转的弥补。 （6）棉条筒定位安装：采用三点接触，并借助弹簧片天然定位。 （7）断头自停安装：采用光电节制梳棉机道夫自停，慢速生头光阴电不起感化。 （8）圈条器底板：底板为接受条筒、立柱和支承之用，使整个圈条器连成全体，若不消底板(即不挖底盘坑式)亦可当场装用。 西安工程大学本科结业设想（论文） 17 （9）圈条器动弹副：?800 式圈条器采用钢丝跑道式轴承作为动弹副。 3.1.2 式圈条器传动零碎简介 Z 1 =20 TZ 2 =24 TZ 3 =28 TZ 4 =32 TZ 5 =35 TZ 6 =25 TZ 7 =106 TZ 8 =16 TZ 9 =145 TZ P =(30 T .31 T .32 T )大压辊?72Z 14 =20 TZ 13 =47 TZ W =(28 T .32 T .34 T )Z V =(39 T .40 T .41 T )Z Q =176 TZ M =243 TZ K =(80 T .81 T .82 T )Z 11 =40 TZ 12 =16 T25 T25 T小压辊?50Z N =257 TZ 10 =326 T?800eLKQTV 图 3-1 Ф800 式圈条器机构活动简图 ?800 式圈条机构打消了底盘动弹，棉条筒不动，它的圈条道理与保守圈条机构类似，其机构简图如图 3－1 所示（大图见附录 1）。 ?800 圈条器包括有两套非定轴轮系 4－5－6 和 6 －7－8，别离完成圈条盘自转，坐圈公转和小压辊反转展转以输入棉条。动力分两输入，一经 1，2，3 轴中一对锥齿轮4 5( , ) Z Z 传动主轴 D；另一经 1，13，14 轴传动—对大压辊，主轴 D 一方面间接传动固接在其上的带轮 V，经过同步齿形带，经齿轮圈齿(表里)传动轮QZ ，使之取得自转转速Qn 。另一方面，主轴 D 经由6Z ，7Z ，8Z ，9Z 与WZ 构成的差动轮系加速机构，经过同步齿形带传动坐圈(大齿圈TZ )，使其取得转速T ，也就是轮QZ 的公转速度。同时与坐圈流动在一路的内齿条也以异样转速反转展转，传动LZ ，使之取得自转速度。LZ 又以轮固连的机件为转臂(亦即以轮QZ 为转臂)停止公转，QZ 的转速就是LZ 的公转速度，LZ 再经轴 8 传动 9，使小压辊反转展转而输入棉条[11] 。 西安工程大学本科结业设想（论文） 18 总之，圈条机构经过自转速度Qn 和公转速度tW 这两个转速来知足圈条工艺请求，轮npZ 一转圈放一圈棉条，而坐圈一转，圈放一层棉条。 3.1.3 圈条方式的挑选 所谓圈条方式的挑选，就是挑选发生不匀率最小的圈条方式。因为学问无限，在此就不作计较阐发。由后人研讨可知：大圈条异向动弹发生的不匀率是四种圈条方式不匀率中的最小者，因而异向大圈条的方式就被选定了。 3.2 偏疼距 e 的肯定 关于偏疼距 e 的肯定，保守设想以为，在圈条一般运转的环境下，尽量获得容量的最大值。?800 型式圈条器 e 值的肯定不只要思索容量的影响，并且要思索粘连角及圈条不匀率等其他要素的影响。在本次设想中，因为学问无限，自己单沉着量方面用运 Matlab 对偏疼距 e 停止初步优化阐发。 3.2.1 成立数学模子 （1）方针函数级变量 e 的成立 由 2. 5 节知圈条容量系数  与偏距比  的联系式如下： 21(1 )4 2L tR H        0 0/ , / , / ,( 2 ) e R r R C R C r        （ 注：R 为条筒半径，e 为偏疼距，C 为棉条间距,2 r 0 为棉条直径。） 大圈条的核心角：1 2 2 1 2arccos(1 ) arccos(1 )2 2 1 2 2 1                     小圈条的核心角：1 2 1 2 2arccos(1 ) arccos(1 )2 1 2 2 1 2                    此中：方针函数既为容量系数  ， 变量偏疼 e。 （2）束缚前提 由 2.3 知：关于大圈条有： [ ,0.5(1 )]      关于小圈条有： [0.5(1 ),(1 )]       西安工程大学本科结业设想（论文） 19 3.2.2 操纵 MATLAB 对偏疼距 e 最优化 在第二章中曾经引见卷装容量在筒径及筒高档前提肯定后，起决议要素是偏疼距。因而，挑选适宜的偏疼距是进步圈条效率的主要环节。因为只思索容量对 e 的影响，将优化变为复杂的单变量函数求最值成绩，求容量系数的倒数 1/  最小时 e 的取值。 在 MATLAB 中利用 fminbnd 求其最小值： 为了编程便利，令 E=ε , Y=γ , y=ζ , q=α , c=ι 此中 ε 为偏距比即为偏疼距 e 与条筒半径 R 之比 即:ε=e/R γ 为条宽比即棉条半径 r 0 筒半径 R 比 即:γ= r 0 /R ζ 圈距系数即相邻圈条之间间隔 C 与条筒半径 R 之比 即: ζ=C/R ι 圈条容量系数 （1）圈条盘和条筒同向转时成立数学模子 大圈条的方针函数： function A=func1(E) % E=e/R R=400; r0=10; C=20; Y=r0/R; y=C/R; q=2(acos(1-(1-E-Y)/(1-2E)2Y/E)+(y/(2piE))acos(1-(1-2E-Y)/(1-E-2Y)2Y/E)); c=(1-E-Y)/q(1+y/(2piE)); A=1/c; 挪用函数： [E,A]=fminbnd(func1,0.025,0.4875) 成果： E=0.2152 ， A=2.1100 ， e=E400=86.0800 改动 Y 的值，挪用函数并绘制 c-E 曲线图 fplot(‘func11’,[0.025,0.4875]) hold on; fplot(‘func12’,[0.025,0.4875]) hold on fplot(‘func13’,[0.025,0.4875]) 西安工程大学本科结业设想（论文） 20 hold on fplot(‘func14’,[0.025,0.4875]) hold on fplot(‘func15’,[0.025,0.4875]) hold on fplot(‘func16’,[0.025,0.4875]) hold on fplot(‘func17’,[0.025,0.4875]) hold on fplot(‘func18’,[0.025,0.4875]) hold on （注：详细函数见附录 2） 小圈条的方针函数： function A=func2(E) % E=e/R R=400; r0=10; C=20; Y=r0/R; y=C/R; q=2(acos(1-(1-E-Y)/(2E-1+2Y)2Y/E)-(y/(2piE))acos(1-(2E-1+Y)/(1-E)2Y/E)); c=(1-E-Y)/q(1+y/(2piE)); A=1/c; 挪用函数： [E,A]=fminbnd(func2,0.4875,0.975) 成果： E = 0.7345 ，A =-2.4436e+015 ，e=E400=293.8 改动 Y 的值，挪用函数求出 c-E 曲线图 fplot(‘func21’,[0.4875,0.975]) hold on; fplot(‘func22’,[0.4875,0.975]) hold on; 西安工程大学本科结业设想（论文） 21 fplot(‘func23’,[0.4875,0.975]) hold on; fplot(‘func24’,[0.4875,0.975]) hold on; fplot(‘func25’,[0.4875,0.975]) hold on; fplot(‘func26’,[0.4875,0.975]) hold on; fplot(‘func27’,[0.4875,0.975]) hold on; fplot(‘func28’,[0.4875,0.975]) hold on; （注：详细函数见附录 2） 绘出圈条盘与底盘同向动弹时 c-E 曲线图 图 3—2 同向动弹巨细圈条 c—E 曲线图 （2）圈条盘和条筒异向转时成立数学模子 大圈条的方针函数： function A=func3(E) % E=e/R R=400; r0=10; 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 100.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Ec n=0.010.0150.020.0250.030.0350.040.045西安工程大学本科结业设想（论文） 22 C=20; Y=10/400; y=C/R; q=2(acos(1-(1-E-Y)/(1-2E)2Y/E)+(y/(2piE))acos(1-(1-2E-Y)/(1-E-2Y)2Y/E)); c=(1-E-Y)/q(1-y/(2piE)); A=1/c; 挪用函数： [E,A]=fminbnd(func3,0.025,0.4875) 成果： E=0.2313 , A=2.2658 , e=E400=92.52 改动 Y 的值，挪用函数求出 c-E 曲线图 fplot(‘func31’,[0.025,0.4875]) hold on fplot(‘func32’,[0.025,0.4875]) hold on fplot(‘func33’,[0.025,0.4875]) hold on fplot(‘func34’,[0.025,0.4875]) hold on fplot(‘func35’,[0.025,0.4875]) hold on fplot(‘func36’,[0.025,0.4875]) hold on fplot(‘func37’,[0.025,0.4875]) hold on fplot(‘func38’,[0.025,0.4875]) hold on （注：详细函数见附录 2） 小圈条的方针函数： function A=func4(E) % E=e/R R=400; 西安工程大学本科结业设想（论文） 23 r0=10; C=20; Y=r0/R; y=C/R; q=2(acos(1-(1-E-Y)/(2E-1+2Y)2Y/E)-(y/(2piE))acos(1-(2E-1+Y)/(1-E)2Y/E)); c=(1-E-Y)/q(1-y/(2piE)); A=1/c; 挪用函数： [E,A]=fminbnd(func4,0.4875,0.975) 成果： E = 0.7625 ，A =-2.4436e+015 ，e=E400=305 改动 Y 的值，挪用函数求出 c-E 曲线图 fplot(‘func41’,[0.4875,0.975]) hold on; fplot(‘func42’,[0.4875,0.975]) hold on; fplot(‘func43’,[0.4875,0.975]) hold on; fplot(‘func44’,[0.4875,0.975]) hold on; fplot(‘func45’,[0.4875,0.975]) hold on; fplot(‘func46’,[0.4875,0.975]) hold on; fplot(‘func47’,[0.4875,0.975]) hold on; fplot(‘func48’,[0.4875,0.975]) hold on; （注：详细函数见附录 2） 绘出圈条盘与底盘异向动弹时 c-E 曲线图： 西安工程大学本科结业设想（论文） 24 图 3—3 异向动弹巨细圈条 c—E 曲线图 由图可见，关于同向或异向大圈条而言，条筒容量随偏疼距 e 的转变纪律大致不异，即都是先增大后减小，两头具有一峰值，该峰值即对应于最优偏疼距 e。且在不异偏疼距 e 的环境下，跟着便条宽度的减小，条筒容量响应增大。 如前所述，偏疼距 e 的优化不单单只取决于卷装容量，还决议于粘连成绩及圈条不匀率等其他要素。参照后人研讨成果[12] ，最终肯定最优偏疼距 e＝134。 3.3 传动比的计较 3.3.1 次要参数 ?800 式圈条器的筒直径 D?800，半径 R?400，小压辊直径gr 2 =50，棉条直径 d=20,由上节得偏疼距 e=134，从而求得自转半径 r=254，半径 e＋r=388。 3.3.2 实际传动比的计较 （1) 由以上偏疼距[13] 及相关数据计较圈条盘与小压辊之间实际传动比 [14] ： （2) 圈条盘与条筒之间实际传动比 ： =3.14X134/10=42.097 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 100.20.40.60.811.21.4Ec 0.0450.040.350.030.250.020.0150.01西安工程大学本科结业设想（论文） 25 以上为实际上的传动比值。 3.3.3 现实传动比的计较 由图 3-1 可设圈条盘转速为 ,立轴转速为 ，外盘 T 的转速为 ，小压辊转速为，又设 Z 暗示各响应齿轮的齿数，由传动联系可得： = = , = 。 （1)由布局简图轮系传动[15] 传动联系可知： 故 =49.53 （2)按周转轮系[16] 公式则有：   则 = （ ）=67 =68   （3)再按周转轮系公式又有   小压辊转速应按照绝对转速（ ）来计较，即   西安工程大学本科结业设想（论文） 26 计较 的值： =41.985 此传动比值由现实齿轮齿数求得。 3.3.4 工艺上和布局上的差别 操纵实际和现实传动比 计较出差别为： （0.1-0.09966567）／0.1×100%=0.3% 所以，实际与现实传动比的差别仅为 0.3%，知足请求。 操纵实际和现实传动比 计较出差别为： (42.097-41.685)／42.097×100%=0.9% 所以，实际与现实传动比的差别仅为 0.9%，知足请求。 3.5 部门零件的设想尺寸 （1）伞齿轮 [17] m＝2，  ＝20，ah ＝1，0.2 C  ，1216 Z  与其啮合 1140 Z  分度圆直径 11 12 1140 2 12 32, 2 40 80 Z d mz d         齿根高 11 14.4 2 2.4f ah h h      ， 122.4fh  齿高 (2 ) 4.4ah h C    齿顶圆直径 11 1 2 12 cos 35.71a ad d h     ，1281.485ad  顶锥角 0127.1a  ，0274.56a  根锥角 0115.44f  ，0261.84f  （2）圈条器齿轮轴套 m＝4， 176QZ  ，0.25 C  ，1 h  分度圈直径 4 176 704Qd mZ     西安工程大学本科结业设想（论文） 27 齿顶高 1 4 4a ah h m     齿根高 ( ) (1 0.25) 4 5f ah h C m       齿顶圆直径 2 172a ad d h    齿根圆直径 2 694f fd d h    （3）条筒座圈 m＝4， 265TZ  ，040   ， 1 0.25ah C   ，4a ah h m   ， 1.25 5fh m   节圆直径 4 265 1061TD mZ     齿顶圆直径 2 1068a ad D h    齿根圆直径 2 1050f fd D h    （4） 同步齿形带带轮 m＝4， 28WZ  ，1ah  ，0.25 C  ，040   节圆直径 4 28 112WD mZ     齿顶圆直径 2 120a ad D h    齿根圆直径 2 110f fd D h    3.6 部门零件感化、加工工艺及装置 （1) 张紧轮 张紧轮外部短轴采用双轴承，为起准确的导向感化，使同步齿形带与齿圈啮合准确，无搅扰景象。 （2) 单列向心球轴承 传动小压辊的伞齿轮上设置装备摆设两单列向心球轴承，次要是由于向心球轴承尺寸较小，装置慎密，能连结外部洁净，能顺应飞花多的，且能承当径向负荷，装置便利，对洁净请求较低。 （3) 偏疼盘 偏疼盘是圈条器中最大的零件，采用铸件毛坯加工而成，因为直径较大，自身自西安工程大学本科结业设想（论文） 28 重较大，次要支持圈条器上大部门零件的分量，故挑选强度较高的 HT20-40，并设想多道增强筋板，该零件采用二次定性处置，(加工前后各停止一次热处置，并野生时效)以消弭锻造应力和金属加工应力 [18] ，其外形和尺寸的不变。 （4) 伞形齿轮 图 3-4 伞齿轮 伞齿轮的资料选用 45＃钢[19] ，并请求调质处置，进步齿面强度、硬度，耽误利用寿命，齿轮加工采用滚齿，因轮速不高，扭矩不大，精度可选 7 级。 （5) 喇叭口 图 3-5 喇叭口 喇叭口的外形较特别，圆面和锥面较多，故多采用仿行铣和钻铰工艺，由于埋棉条要颠末内孔，因而概况粗拙度请求高，到达 1.6，而且要烤上黑色珐琅，使概况愈加光泽...