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CN104405845A - 一种曲柄导杆式精梳机分离罗拉的变速传动机构 - Google Patents

一种曲柄导杆式精梳机分离罗拉的变速传动机构 Download PDF

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CN104405845A
CN104405845A CN201410489134.4A CN201410489134A CN104405845A CN 104405845 A CN104405845 A CN 104405845A CN 201410489134 A CN201410489134 A CN 201410489134A CN 104405845 A CN104405845 A CN 104405845A
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China
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gear pair
crank
detaching roller
transmission mechanism
combing machine
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李留涛
贾国欣
冯清国
崔世忠
张一风
刘鹏展
陈宇恒
张海洋
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Zhongyuan University of Technology
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Zhongyuan University of Technology
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/12—Gearings comprising primarily toothed or friction gearing, links or levers, and cams, or members of at least two of these types
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

一种曲柄导杆式精梳机分离罗拉的变速传动机构，包括齿轮副和曲柄导杆机构；所述齿轮副包括齿轮副主动轮和齿轮副从动轮，齿轮副主动轮与锡林轴做等速回转运动，齿轮副从动轮活套安装在轴Ⅰ上；所述曲柄导杆机构包括曲柄、滑套和滑杆，滑套与齿轮副从动轮铰接于点，滑杆与输出轴连接。本发明的齿轮副与曲柄导杆机构相结合的传动机构适用于分离罗拉的变速传动，采用齿轮传动的方式，提高了传动精度和传动效率；降低了机构的振动，为精梳机速度的提高奠定了机构上的基础；且减少了传动构件的数量，节约了机构的装配空间，简化了装配流程，提高了生产效率。

Description

一种曲柄导杆式精梳机分离罗拉的变速传动机构
技术领域
本发明属于纺织精梳技术中精梳机分离罗拉的传动机构，具体涉及一种曲柄导杆式精梳机分离罗拉的变速传动机构。
背景技术
精梳机的分离罗拉传动机构是精梳机的核心机构之一，其主要功能是完成精梳棉网的分离接合，即使精梳棉网连续不断的输出机外。为了实现这一功能，精梳机的分离罗拉必须要做周期性的倒转→正转→停止的运动。目前，大多数精梳机采用了平面连杆机构组成的变速传动机构与差动轮系组成的恒速传动机构相结合的传动方式来实现这一运动规律。然而，在平面连杆机构中，由于构件的数量较多，占用的空间较大，对机构的装配工艺及装配流程提出了较高的要求；同时，机构中多数构件呈不规则形状且为非匀速运动，故在机构运动过程中产生了较大的振动，加剧了构件的磨损，缩短了相关构件的使用寿命，阻碍了精梳机速度的提高，影响了棉网的搭接质量；第三，连杆机构中构件较多时，其传动精度较差，因此可以通过减少连杆的数量来提高其传动精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种曲柄导杆式精梳机分离罗拉的变速传动机构，利用齿轮副与曲柄导杆机构相结合，简化分离罗拉传动机构的装配流程，提高了生产效率，降低精梳机的能耗，有利于提高构件的使用寿命和机器的市场占有率。
本发明的技术方案是：一种曲柄导杆式精梳机分离罗拉的变速传动机构，包括齿轮副和曲柄导杆机构；所述齿轮副包括齿轮副主动轮和齿轮副从动轮，齿轮副主动轮与锡林轴做等速回转运动，齿轮副从动轮活套安装在轴Ⅰ上；所述曲柄导杆机构包括曲柄、滑套和滑杆，滑套与齿轮副从动轮铰接于点A，滑杆与输出轴连接。
所述齿轮副主动轮和齿轮副从动轮的齿数、模数均相等。
所述滑套与齿轮副从动轮通过旋转副相铰接。
所述输出轴与差动轮系的首轮固定连接在一起。
本发明的齿轮副与曲柄导杆机构相结合的传动机构适用于分离罗拉的变速传动，采用齿轮传动的方式，提高了传动精度和传动效率；降低了机构的振动，为精梳机速度的提高奠定了机构上的基础；且减少了传动构件的数量，节约了机构的装配空间，简化了装配流程，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明分离罗拉传动机构的结构示意图。
图2为本发明分离罗拉的位移曲线。
图3为本发明分离罗拉的速度曲线。
图4为本发明分离罗拉的加速度曲线。
图5为原有分离罗拉的位移曲线。
图6为原有分离罗拉的速度曲线。
图7为原有分离罗拉的加速度曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细阐述。
一种曲柄导杆式精梳机分离罗拉的变速传动机构，如图1所示，包括齿轮副和曲柄导杆机构。齿轮副包括齿轮副主动轮1和齿轮副从动轮2，齿轮副主动轮1与锡林轴O做等速回转运动，齿轮副从动轮2活套安装在轴ⅠO1上。曲柄导杆机构包括曲柄O1A、滑套3和滑杆4，滑套3与齿轮副从动轮2铰接于点A，滑杆4与输出轴O2连接。
输出轴O2是曲柄导杆机构的输出轴，输出轴O2与差动轮系的首轮固定连接在一起。齿轮副主动轮1和齿轮副从动轮2的齿数、模数均相等。滑套3与齿轮副从动轮2通过旋转副相铰接。曲柄导杆机构中曲柄O1A的尺寸、轴ⅠO1与输出轴O2之间之间的距离O1O2由原分离罗拉传动机构中平面连杆机构输出构件的角位移变化量确定。
设φ1、φ2分别为原分离罗拉传动机构中平面连杆机构输出构件和本发明装置中滑杆4的角位移变化量，当分离罗拉传动机构中差动轮系的齿轮齿数、模数及装配位置不变时，若要保证分离罗拉的运动参数满足精梳机分离接合工艺的要求，则φ1=φ2。以HC500型精梳机为例，使用机械三维软件Solidworks，按照分离罗拉传动机构的零件图，画出每个构件的三维图形，选择构件材料，并按照个构件的实际装配方式对构件进行装配，生成可导入虚拟样机仿真软件ADAMS的文件，在ADAMS软件中对该机构添加约束、驱动并进行仿真，可得到平面连杆机构的输出构件的角位移变化量φ1为50.3002°，因此，φ2=φ1 =50.3002°。
在曲柄导杆机构中，当滑杆4的摆角最大时，曲柄O1A与连架杆O1O2之间存在如下关系，令O1A=l1、O1O2=l4，则：
                                                      (1)
    令l4=100mm，当φ2= 50.3002°时，则O1A=l1=42.49mm。
    由于对齿轮副的齿数及模数并无特殊要求，故可取齿数Z=50，模数m=2.5。
精梳机速度为400钳次/分，齿轮的齿数Z=50，模数m=2.5，曲柄O1A的初始角为350°时，利用齿轮副、公式(1)以及差动轮系之间的传动关系可得到分离罗拉的位移曲线、速度曲线及加速度曲线，分别如图2、图3、图4所示。以HC500型精梳机为例，根据原分离罗拉传动机构各构件之间的运动关系可得到分离罗拉的位移曲线、速度曲线及加速度曲线，分别如图5、图6、图7所示。原分离罗拉及本发明分离罗拉的位移参数、速度参数及加速度参数分别如表1、表2、表3所示，上述过程均是在MATLAB2010b软件上实现的。
表1 原机构及本发明分离罗拉位移参数
 
表2 原机构及本发明分离罗拉速度参数
 
表3 原机构及本发明分离罗拉加速度参数
 
通过比较分析表1、表2、表3中各项数据可得到以下结果：本发明分离罗拉的倒转量及有效输出长度均能满足精梳机分离接合的工艺要求；本发明分离罗拉速度和加速度的最大值及最小值与原分离罗拉相比大多有所改善，且分离罗拉的倒转速度更低，更加符合分离罗拉倒转时的要求。
通过比较分析图2及图5的分离罗拉位移曲线和图3及图6的分离罗拉速度曲线可知：本发明分离罗拉倒转的时间比原分离罗拉要长，可通过调整分离罗拉与钳板之间的运动配合关系来保证精梳棉网的分离接合顺利进行。
利用MATLAB2010b软件对原有分离罗拉传动机构和本发明分离罗拉传动机构求震动力，速度为400钳次/分，以HC500型精梳机为例，震动力具体特征参数见表4。
表4 分离罗拉传动机构震动力特征参数
由表4可知，本发明的精梳机分离罗拉的传动机构的震动力最大值比原有分离罗拉传动机构降低了43.17%，平均值降低了46.08%；因此，本发明分离罗拉传动机构的震动力大幅度减小，且机构装配工艺及装配流程明显改善，从而可以降低精梳机的能耗，减少制造成本。
本发明的工作原理是：锡林轴O匀速回转时，齿轮副主动轮1随着锡林轴O做同步匀速运动，齿轮副主动轮1与齿轮副从动轮2的齿数、模数完全一致，故齿轮副主动轮1与齿轮副从动轮2的速度及回转周期相等；经过曲柄O1A、滑套3的传递，最终使滑杆4获得周期性的往复摆动运动，且该运动为变速运动，该运动经过轴O2传递到差动轮系的首轮，在一钳次中，该机构使轴O2正反向转动一次，经和锡林轴O上传来的恒速运动合成后传向分离罗拉，使分离罗拉产生周期性的倒转→顺转→基本静止的运动。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知技术。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明不局限于权利要求和上述实施例所述及的内容，只要是根据本发明的构思所创作出来的任何发明，都应归属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种曲柄导杆式精梳机分离罗拉的变速传动机构，其特征在于包括齿轮副和曲柄导杆机构；所述齿轮副包括齿轮副主动轮（1）和齿轮副从动轮（2），齿轮副主动轮（1）与锡林轴（O）做等速回转运动，齿轮副从动轮（2）活套安装在轴Ⅰ（O1）上；所述曲柄导杆机构包括曲柄（O1A）、滑套（3）和滑杆（4），滑套（3）与齿轮副从动轮（2）铰接于点A，滑杆（4）与输出轴（O2）连接。
2.根据权利要求1所述的曲柄导杆式精梳机分离罗拉的变速传动机构，其特征在于，所述齿轮副主动轮（1）和齿轮副从动轮（2）的齿数、模数均相等。
3.根据权利要求1所述的曲柄导杆式精梳机分离罗拉的变速传动机构，其特征在于，所述滑套（3）与齿轮副从动轮（2）通过旋转副相铰接。
4.根据权利要求1所述的曲柄导杆式精梳机分离罗拉的变速传动机构，其特征在于，所述输出轴（O2）与差动轮系的首轮固定连接在一起。
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