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　　1、目 录1 引言11.1 纺织机械的概念、组成及特点11.1.1 纺织机械的概念和组成21.1.2 纺织机械的特点22 我国纺织机械工业的概况32.1 我国纺织机械工业的发展32.1.1 发展现状42.1.2 未来竞争42.2 与世界水平的差距52.3 我国纺织机械业存在的问题及对策52.3.1 存在的问题52.3.2 对策和措施63 环锭细纱机概述103.1 F1520系列环锭细纱机的简介133.2 F1520环锭细纱机传动部分的分析164 环锭细纱机传动部分设计总论194.1 传动部分设计步骤194.1.1 计划阶段194.1.2 方案设计阶段194.1.3 设计阶段194.2 传动零件设计

　　2、要求204.2.1 传动零件结构工艺性要求204.2.2 传动零件可靠性要求204.3 传动零件的设计方法204.4 传动零件的设计步骤205 CAD技术概论215.1 Solidworks简介215.2 Solidworks功能及其对于现代产品开发的支持216 F1520环锭细纱机传动部分总体设计236.1 零件造型236.2 结构设计277 结论31参 考 文 献32致 谢341 引言1.1 纺织机械的概念、组成及特点纺织机械在纺织工业中的地位十分重要，对纺织工业现代化具有举足轻重的作用。它可以提高劳动生产率，改善生产环境，降低生产成本，提高纺织品档次，从而增强纺织品的市场竞争力、带来更大

　　3、的社会效益和经济效益。1.1.1 纺织机械的概念和组成纺织机械属于自动机范畴，它的种类繁多，结构复杂，新型纺织机械不断涌现，大概包括以下几种：纱纺机械、织造机械、针织机械、染整机械、化纤机械和无纺机械。通过对大量纺织机械的工作原理和结构性能分析，可以找出其组成的共同点。纺织机械由动力系统、传动系统、执行系统，其中执行系统包括控制系统和工作系统。（1） 动力机与传动系统动力机是机械工作的原动力，在现代工业生产中通常为电动机。传动系统是指将动力机的动力与运动传给执行系统，也就是控制系统和工作系统，使其实现预定动作的装置。通常由传动零件，如带轮、齿轮、链轮、凸轮、蜗轮、蜗杆等组成，或者由机电、液、气

　　4、等多种形式的出动组成。（2） 控制系统控制系统由各种手动、自动装置组成。在纺织机械中从动力的输出、传动机构的运转、工作机构的动作及相互配合以及纺织产品的输出，都是由控制系统操纵的。现代纺织机械的控制方法除机械形式外，还有电气控制、气动控制、光电控制、电子控制，可根据纺织机械的自动化水平和生产要求选择。（3） 工作系统工作系统就是各种纺织机械生产出成品或半成品的整个流程。由于纺织包括最初的原料的选择直到最终的布匹，在这样一个复杂的过程中，不同的纺织机械就充当不同的角色。如细纱机在整个过程中就是把粗条拧成细线，其工作部分就是一个牵伸机构。1.1.2 纺织机械的特点纺织机械既具有一般自动机的共性，也

　　5、具有其自身的特性。纺织机械的主要特点如下：（1） 大多数纺织机械结构复杂，运动速度快，动作精度高。为满足性能要求，对零部件的刚度和表面质量等都有较高的要求。（2） 纺织机械隶属专业机械，种类繁多。为便于制造和维修，减少设备投资，在各种纺织机械的设计和制造中应注意零件的标准化、通用性及多功能性。(3) 纺织机械的体积一般都很大。2 我国纺织机械工业的概况2.1 我国纺织机械工业的发展近十年来，纺织行业以面料为突破口，应用高新技术和先进适用技术改造传统产业，取得了良好的效果，有力地推动了纺织行业的技术进步和产业水平的提升。但随着经济全球化进程的不断加快，纺织行业竞争也日益加剧，我国纺织工业要在更加

　　6、激烈的竞争环境中保持优势，就不能仅仅停留在劳动力成本优势和纺织品数量优势上， 关键是要进一步提高纺织科技水平， 依靠技术创新来 增加产品的技术含量和附加值，全方位提升我国纺织行业在国际的竞争力。2.1.1 发展现状要以结构调整为重点，进一步加大改革、改组、改造的力度，建立起现代企业制度，鼓励、指导纺织非国有经济发展，用高新技术改造传统产业，大力培育新的经济增长点，积极开拓国内外市场，是我国纺织行业的劳动生产率和管理水平有一个较大提高，全面实现产业升级，完成向纺织强国的转变。设计与开发创新技术：采用电脑辅助设计、制造和管理技术，主要抓好织物组织设计和花型图案设计，跟上国际流行趋势，培育和引进一批

　　7、高素质的技术开发人才，建立现代企业经营和生产模式。通过技术进步和产业升级，形成一批在工艺技术、生产装备、劳动生产率等方面达到或接近世界先进水平的企业和企业集团，参与国际竞争。建立技术创新体系，鼓励大型企业建立技术开发中心，鼓励科研机构和大专院校的科研力量进入企业，强化应用技术的开发和推广，促进科研成果向现实生产力的转化，使科技进步对产值增长的贡献率达到60%以上。高度重视技术人才的培养，特别是复合型人才的培养，从根本上解决企业开发能力、技术创新能力弱的问题1。 2.1.2 未来竞争未来中国纺织技术的竞争将主要在以下三个方面：第一，高性能纤维的开发和应用。高性能的特种纤维，超高强、耐高温、耐磨的

　　8、纤维已经成为军工及其它工业、农业、交通、水利、医疗等部门的重要原材料。高性能的特种纤维将越来越多地用于工业生产，并将成为纺织品服装高附加值的基础。第二，新型的纺纱、织造、染整和服装设备的快速发展，提高纺织生产能力和纺织产品的水平。 第三，信息网络技术的应用。应用信息网络技术可以加快中国纺织行业向现代化的过渡，起到以下作用：及时掌握国际国内的市场变化趋势，预测市场；以低成本，获取公共新技术、新设备、新材料的信息，提升企业生产力和降低成本；企业内部资源的优化配置，提高质量，实现企业的快速反应；实现电子商务。2.2 与世界水平的差距中国纺织工业在过去的半个世纪取得了巨大的发展和长足的进步，但在新科技

　　9、革命条件下按高新技术改造传统产业的要求，仍有较大差距。具体表现在以下几个方面：第一：行业整体装备技术上的差距。中国纺织装备机电一体化还仅仅是开始，在运行装备中的比重还很低。 第二，工艺技术科学研究开发能力薄弱，创新能力和设计水平急待提高。在一些关键生产领域和若干纺织前沿技术方面，缺少具有知识产权的原创技术。 第三，信息化水平不高，快速反映能力不强。第四，管理科学发展水平的差距。中国纺织企业、区域、行业目前存在的共同的活动方式与全球化经济和跨国生产方式还有很多不适应，显然这是全行业生产力的一大损失2。2.3 我国纺织机械业存在的问题及对策2.3.1 存在的问题我国纺织机械生产目前还不能满足国内纺

　　10、织工业的需求，不少关键设备还要依靠进口，国产设备国内市场占有率一直徘徊在50%左右，有待于进一步提高。目前我国已是一个纺织机械生产大国，但还不是一个强国，与国际先进水平相比，我国纺机工业仍然存在明显差距，主要表现在：1. 思想观念方面有待继续转变。进入市场经济，就要提高商品意识，让纺织机械产品真正变成商品进入市场，在市场中竞争，在竞争中求生存求发展。2. 数量方面有待增加。这个数量指的是高新技术产品的产量和产品中的高技术含量，不是一般低水平的数量延伸。

　　11、3. 质量方面有待提高。质量是目前的一个突出问题，特别是产品的可靠性、稳定性、一致性方面仍然不尽人意，达到ISO9000质量保证体系的纺织机械企业还为数不多。4. 新技术方面有待发展。国际上化纤纺织机械趋于大容量、自动化、连续化并向多品种发展，产品已比较成熟。传统纺织机械的机电一体化技术广泛采用，而且已经工业化生产推广。新一代的产品相继问世，水平都在不断提高。产品开发能力不强、开发资金不足、产品技术含量不高、经济增长的后劲不足等，都制约了新产品的开发3。2.3.2 对策和措施中国是纺织大国，但不是纺

　　12、织强国。2000年全国销售喷气织机63292台，而国产喷气织机只有711台，只占到11.12。去年纺织机械进口达19.12亿美元，比上年增长60。中国即将成为WTO成员，面对全球经济一体化的激烈竞争，如何提高自身的竞争力成为中国纺机的当务之急。一、增强研发能力 2000年伴随着纺织业的大幅度回升，纺机行业创下了建国以来的最好业绩，棉纺织设备、针织设备、麻纺织设备、丝绸机构设备等产量实现大幅增长。据中国纺织机械器材工业协会对186家企业统计显示，全年销售收入达到135.84亿元。认真分析不难发现我们在技术含量高的织造设备、染整设备、化纤设备等的产量

　　13、有限，难以同国外产品竞争，有限的销量在很大程度上是依靠国家对纺织行业技改政策形成的。短期的繁荣难以掩盖技术落后的现实，研发能力是中国纺机发展心中的痛。改革和推进现代企业制度与管理密切相关。全面分析纺机国有大中型企业的管理现状后，我们必须清醒地认识到这样一个事实，除了少数企业管理的某些方面，中国纺机100余家重点、骨干企业整体的管理水平近年来未能实现质的飞跃。二、提高综合素质 中国纺机企业竞争力不强，症结何在呢？产品普遍存在质量问题，零部件加工精度差；产品档次低，技术落后，照搬国外产品，缺乏创新；产品

　　14、配套性差，技术结构、产权结构有待调整；企业管理不规范，我国纺机企业国家队多，但基础管理薄弱；发展投入少，造血机能差，企业缺乏核心竞争力，在激烈的市场竞争中显得很弱。科技是第一生产力，人是生产力的决定因素，但由于体制的制约及各种主客观因素或具体条件的限制，纺机科研人员的聪明才智远未发挥出来。同时，企业吸引人才的能力不断降低，不仅许多人才流失，大学毕业生也不愿到国有企业工作。对中国纺机界来说，最现实、最主要的工作还是改革和改制，形成良好的企业综合素质。三、加快结构调整大力调整产品结构，计划达2005年精梳纱比重由16%提高到35%；无接头纱、无梭布比重分别由28%、19%提高到50%和40%；衣着

　　15、、装饰、产业用纺织品的比重由672013调整到 632017左右，出口服装面料自给率达到80%，化纤自给率达到90%左右。加大区域结构调整，最终形成沿海地区与中西部的互补性格局。东部重点发展高附加值产品的出口，加快产业升级，并逐渐成为产品开发与设计、市场和信息网络中心，发挥对中西部的辐射作用。中西部纺织工业要立足于资源比较优势，依托于中心城市、集贸市场，发展劳动密集型的产业，尤其要围绕大型批发市场，发展中小企业群，提高专业化协作水平。优化出口产品结构。在满足国内市场需求的前提下，重点是增加出口产品附加值，服装出口要在创国际知名品牌上下功夫。努力增

　　16、加化纤纺织品出口比重，并扩大装饰用、产业用纺织品出口。 四、科技兴纺，加快纺织行业技术进步加快纺织行业技术进步和产业升级，用高新技术改造纺织产业，是纺织工业进入21世界发展的重要内容。纺织技术进步的重点是，以市场为导向，围绕品种、质量、效益和顶替进口、扩大出口，加快现有企业的技术改造，提高企业的产品开发和技术创新能力，培育高素质的技术人才，使纺织企业的市场竞争能力有明显的提高。 以面料为突破口，重点突破五大技术： 纤维生产技术：加大新型纤维的开发力度，加快多功能复合纤维、高仿真纤维、功能化纤维等差别

　　17、化纤维工艺、技术的发展。 纺纱技术：发展气流纺、喷气纺等新型纺纱技术，增加先进的清梳联、细络联、自动络筒机的使用比例，提高精梳纱比重，力争到2005年有50%的纺纱能力达到国际先进水平。 织造技术：重点发展新型织造技术、电子提花技术，积极采用新型织机，大力提高无梭织机比重，争取到2005年翻一番，即总量超过20万台，比重提高到25%。 染整技术：采用电脑花型设计、电子分色、电子制版、电子调色和电子控制系统，开发和实用新型的染化料和助剂，大力推进新型环保技术。到2005年力争40%的染整设备达到国际先

　　18、进水平。五、保持总量基本平衡，积极开拓城乡纺织品市场随着人民生活水平的提高，人们对纺织品提出了更高的要求，消费结构将发生较大变化，城市衣着消费将更趋个性化、休闲化；农村衣着消费将仍以物美价廉的化纤纺织品为主。装饰用纺织品将进入快速发展阶段。产业用纺织品将加快向农业、水利、交通、建筑、医药等众多领域渗透，重点是开发汽车内饰材料、涂层材料、篷盖材料、过滤材料、土工合成材料等。积极扩大内需，开拓市场，纺织工业要完善企业的微观营销功能和产业的宏观营销体系，加强产业链的联结，发挥流通和传播媒体的引导功能，即将满足消费者需求和调动引导消费者需求相结合，牢牢把握住国内市场的大部分份额。根据城乡消费需求差异不

　　19、同，企业要选择好市场定位，生产可以填补空白、细分市场的高中低档产品。 发展各类市场，继续完善商品市场，培育和发展要素市场，建立起有利于商品、资金、技术、劳动力合理流动的市场体系。六、扩大出口，加快与国际市场接轨优化出口商品结构，坚持以质优取胜，发展深加工、精加工、高附加值产品，建立小批量、多品种、快交货的快速反应机制，实施多元化出口战略，提高国际竞争力。要巩固和发展欧美市场、亚洲市场，拓展俄罗斯、东欧、拉美及非洲市场。适应全球贸易自由化趋势，积极研究应对区域贸易壁垒的对策。鼓励有条件的企业，发挥比较优势到国外去投资，以资本和技术输出带动商品输出的增长。继续发挥我国劳动力资源丰富、劳动力成本低的

　　20、优势，发展来料进料加工贸易。改善投资环境，扩大利用外资，提高纺织工业利用外资的总体水平。 加快纺织原料和外贸出口体制改革，纺织工业要全面与国际市场接轨。建立起符合国际贸易惯例的纺织品进出口新型体制七、抓好主要行业的发展重点用高新技术改造传统纺织业，大力发展高新技术产业，培育新的经济增长点。 棉纺行业在压缩淘汰1000万锭的基础上，重点是利用财政债券支持技术改造的步伐，“十五”更新改造1000万锭，配套进行织机的改造，提高行业的技术装备水平。 印染行业要引进必要的工艺技术软件，提高天然纤维后整理技术、

　　21、化纤仿真染整技术、多种纤维复合染整技术，大力开发高附加值和环保产品，形成1600条先进的印染生产线。 毛纺行业要大力压缩落后毛纺锭，改造关键工艺设备，采用复精梳、无梭织机和压缩呢机、罐蒸机等设备，重点提高纱支，开发纯毛轻薄面料、多纤混纺和化纤仿毛面料，使毛纺面料达到国际先进水平。 化纤行业重点发展涤纶熔体直纺技术和差别化纤维，对腈纶、锦纶、丙纶等，要开发功能化、差别化、复合纤维。严格控制粘胶纤维的生产，开发细旦丝、色丝及新溶剂无毒纺丝技术，抓好“粘胶三废处理”和“浆粕黑液治理”等环保治理新技术，推进粘胶纤维环保技术水平整体提高。 &#

　　22、160;家用纺织品要根据城市、农村家庭不同层次及宾馆要求，开发系列化、功能化产品，并提高质量，形成一批知名品牌。 产业用纺织品要根据相关产业的需求，重点发展篷盖类材料、栽培基材、土工织物、医疗卫生保健材料、工业用材料、建筑、环保、防护材料、包装材料、骨架材料、汽车内饰材料等。 纺机行业要在巩固提高关键产品的同时，加快国产化步伐，重点是清梳联、精梳机组、细络联和新型纺纱设备、无梭织机、电子提花机、多臂装置。要广泛应用电子技术，提高纺织机械机电一体化水平，提高机器智能化。 为提升

　　23、纺织工业的水平，提高纺织企业的竞争力，国家将纺织行业列为重点支持行业，1999年有115个企业被列为国债贴息的技术改造企业，总投资147亿元人民币，银行贷款97亿元。今年又有70家企业被列入国家经贸委的“双高一优”项目，总投资55亿多元，贷款38亿多元。纺织行业要用足用好政策，充分调动和发挥各地方、各企业的积极性，狠抓内部工作，让产业结构、产品结构的调整效果尽快显现出来，使国家的支持起到四两拨千斤的作用，早日变纺织生产大国为纺织生产强国。3 环锭细纱机的介绍环锭细纱机作为纱线生产的主要纺纱方式，以其成熟的工艺技术、稳定的纺纱质量，依然是纺纱生产中最核心、所占比例最大的纺纱形式。尽管期间也出现了

　　24、以转杯纺和喷气纺为代表的新型纺纱方法，提高了机器单产或缩短了工艺路线，但由于成纱结构、质量相比于环锭纺还存在一定的缺陷和局限性，相当部分的高档产品依然必须采用高质量的环锭纱线来进行加工生产。环锭纺纱发展到今天，随着最终产品和下游工序对纱线质量的要求越来越高，环锭纺纱机本身也进行了许多的改进，诸如纺纱几何的完善、牵伸系统及相关器材的更新、无机械波罗拉的推出以及各种自动化装置的配备，但这样环锭纺也并不是完美无缺的，特别是纱线表面的毛羽问题，由于毛羽对色织、针织织物及色织、针织机械的生产效率的影响愈发的重要，如何控制毛羽并减少毛羽的产生，传统环锭纺纱线毛羽的形成主要是在主牵伸区须条被牵伸至所要求的纱

　　25、支，在抵达前钳口时已呈自由状态，须条中纤维的粘附力已消失，为了使纱线获得所需的强度，必须加上一定的捻度以束缚纤维；捻度由钢丝圈产生向上传递并尽可能接近前钳口，由于输出的须条具有一定的宽度（图3.1所示）B-B的宽度取决于纱线支数，粗纱捻度、牵伸倍数等因素；纱线中的捻回不可能进入前钳口线A-A，在前钳口前形成一个没有捻度的三角形纤维束，即所谓的纺纱三角区；纺纱三角区b的大小取决于纺纱张力。而须条在前钳口的宽度B总是大于纺纱三角区b，因此纺纱三角区不可能聚拢前钳口所有的纤维，很多边缘纤维变成飞花损失掉（纺纱区大约85%的飞花来源于纺纱三角区）；处在加捻三角区的纤维因受纺纱张力和加捻的作用，产生了向

　　26、心压力或径向压力。在加捻三角区边缘处的纤维，向心压力最大，在纱轴中心的纤维，向心压力最小。由于内外层纤维受力不同，在加捻三角区中就会发生纤维由内到外和外到内的反复转移，纤维的两端也常暴露在外面而形了纱线毛羽。环锭纺纱中的纤维在纱中呈螺旋线状，纤维平行于纱轴方向的程度较低，整根纱的强力远小于单纤维强力之和，纤维的强力利用系数较低。图 3.1 常规环锭工艺的纱线成形对于国内拥有数以千万锭计环锭细纱机的纱线生产厂，已有部分引进了紧密纺纱的整机或改造装置 ，但引进设备投资昂贵，这是众多纱线生产企业很难承受的；另一方面，环锭纺纱机都具有很长的使用寿命，市场上现有的不同的纺纱机在纱线质量和性能上又几乎没有

　　27、区别，如何让纺纱厂无须淘汰现有正常使用的细纱机，结合我国细纱机机型现状，开发出拥有自主知识产权的紧密纺装置，以适当的改造成本将纺纱厂广泛应用的FA506、FA507等FA系列细纱机改造为紧密纺细纱机，势必成为紧密纺技术的发展和普及方向4。新型纺纱技术虽然生产效率高、工艺流程短，品种、纱支适应性好，但成纱结构及性能不如环锭纱，所以在相当长的时期内不可能完全取代环锭纱，因此，环锭纺仍然是现代纺纱生产中最主要的纺纱方式。 我国FA500系列环锭细纱机，在贯彻重加压，强控制、大牵伸的工艺路线上，吸收了国外先进环锭细纱机的经验及特点，结合我国国情进行较大改进，结构比较合理，制造精度有所提高，设备运转可靠

　　28、性、稳定性也有进一步提高，适纺性能强，纺纱质量进一步提高。目前我国也生产出超长型环锭细纱机，在高速度，大牵伸，自动化连续和智能化方向上有了一定发展，我生产的1008锭细纱机最高速度达到22000转/分，牵伸倍数50倍，也生产出了细络联合机，国内许多企业已十分重视紧密纺纱技术的发展，在消化吸收国外的先进技术的基础上，我国也研制开发了国产的紧密纺纱机供应市场。与此同时，我国一些企业先后引进了瑞士及的国的紧密纺纱机。所有这些，都说明我国环锭细纱机也发展到一定的高水平阶段。 3.1 F1520系列环锭细纱机的简介图3.2为该纺纱机的全貌。F1520环锭细纱机具有集体落纱结构，这样实现了自动化，提高了纺

　　29、纱效率，减低了工作人员的劳动量。图 32 F1520环锭细纱机图3.3为F1520环锭细纱机的地脚平面图。地脚平面图表达了环锭细纱机的整体结构，从图中可以看出左右对称的罗拉结构以及锭子结构。另外，带轮和锭子的结构也在图中得到表示。从图中还可以看出罗拉在工作的时候和非工作的时候的状态，钢领板托架在托起钢领板和放下钢领板是的状态。图 3.3 F1520环锭细纱机的地脚平面图一、细纱机的主要特点： 1. 机架采用传统的铸铁“U”型龙筋，“L”型车面框架中墙板，中墙板的排列采用CAPP优化设计，车头、车尾比传统细纱机各增加一块中墙板，机器抗震性大大提高。 龙筋与中墙板、龙筋与龙筋之间联接采用销子螺栓紧

　　30、固，无间隙联接，长向尺寸控制精度高，机架抗震性能优于传统细纱机机架结构。2. 主轴直径加粗，轴承加大，主轴联轴器优化为弹簧钢制无键高精密基础件联接，高速主轴跳动小。3. 超长细纱机平衡系统车中两处增加重锤平衡，保证车头、车中、车尾平衡一致性。4. 车头采用斜齿钢齿轮全程循环淋浴润滑闭式传动，车头传动平稳，承截力大，润滑充分，车头干净整洁，噪音低。也可采用斜齿钢齿轮滴油润滑开式传动。该传动系统卷绕齿轮上移，车头传动齿轮及牵伸传动齿轮均有接油盘，避免了传统细纱机油污地面问题。5. 钢领板升降采用伺服控制系统，系精密卷绕，卷绕数学模型可根据用户最佳运行状态进行调整，可进行人机对话，调整简单方便，机器

　　31、高速运转时，管纱成型尤佳，高速络筒不脱圈。钢领板升降也可采用传统凸轮蜗轮蜗杆型式，蜗轮蜗杆传动副采用高精密度蜗轮蜗杆无间隙设计，确保凸轮不打顿。 6. 风管采用变截面优化设计，适应高速吸棉，采用铝合金吸棉管，定中心吸棉管支承架。高速时，车头、车尾负压差小，吸棉效果大大提高。7. 牵伸系统前下罗拉采用无有害机械波罗拉，中铁辊采用套有工程塑料的中上罗拉（解决生锈问题）。皮圈张力架采用工程塑料弹性上销，有利于提高成纱质量。超长细纱机由前罗拉作为传动轴，中、后罗拉中部分离，车尾设计有同步牵伸传动系统，防止罗拉的扭振和扭曲，减少了长机开车断头多现象。8. 配气圈环装置，该装置采用独立牵吊系统，有利于提高

　　32、气圈环控制时间，有利于降低高速运转时纺纱断头率。电气采用西门子PC机、大屏幕触摸式人机对话界面、伦茨变频调速系统。该电气控制系统可进行计算机联网控制，留有系统接口。9. 集体落纱的人字臂升降采用伦茨伺服控制系统，丝杠螺母传动机构，升降动作由伺服电机控制，动作准确，升降平稳可靠。10. 气架的里外摆由先进的气路控制系统及连杆机构完成，气动元件可靠，控制系统先进合理，气架里外摆动作柔和。抓管器采用加大的活塞形式，抓管器三点夹持纱管顶部外侧，气架夹紧，拔插管稳定、可靠、准确。纱管的输送由左右两侧气缸通过分段拔叉推动凸盘，往复运动完成。该机构凸盘与锭子中心对中准确无误，贮管时准确性高。 满纱管由铲纱机

　　33、构及输送带完成落纱，该机构简单可靠，效率高。11. 理管机构采用滚桶气缸推动机构，有防卡管功能，可分辨出纱管的大小头，理管动作拟人化。 集体落纱系统采用了严密的光、电、磁检测系统，保证落纱动作的准确运行及设计有严密的程序保护措施。12. 电气控制程序逻辑合理性强，柔性好，保护功能完备。 该机机电一体化程度高，电气控制“柔性化”强，可自动完成纺纱控制，自动完成锭子运转曲线控制，钢领板升降曲线控制；能自动完成集体落纱控制，能进行纺纱过程人工干预并提供故障报警，能提供联机网络接口控制。 二、主要技术参数锭距70mm 75mm 锭数600锭起、每24锭递增至1008锭升降过程200，180（铝套管锭子

　　34、） 205, 180mm（光锭杆锭子） 钢领直径35、38、40、42、45 纺纱线捻/米 锭速12000-25000转/分牵伸倍数总牵伸10-50倍后区牵伸1.06-1.53倍捻向Z捻(单张力盘)，Z、S捻(双张力盘) 牵伸形式三列罗拉、长短皮圈、摇架加压 锭子铝套管结构或光锭杆结构，并带有刹锭装置 粗纱架吊锭、单层六列、152*406mm 吊锭、单层四列、128*320mm53.2 F1520环锭细纱机传动部分的分析一、F1520环锭细纱机的主运动F1520环锭细纱机的主运动由型号为FXD180L-4/0的三相异步电机

　　35、提供。转速为1480/986r/min，功率为18.5/11KW，效率为92/89.5%,额定电压为380V，额定电流为34.3/33.3A，频率为50HZ。二、传动轴较未改进前的传动轴相比较而言，改进后加粗的传动轴有个优点就是在高速旋转时跳动度明显减小。这样，整个机体在工作时的震动就会减小，有利于细纱机的稳定工作。主轴联轴器优化为弹簧钢制无键高精密基础件联接，实现动力的稳定传动。锭子的运动就是从从安装在传动轴上的带轮传递出去的。每个带轮分别带动四个锭子，对称分布，每边两个。如图3.4所示。图 3.4三、车尾结构如图3.5所示图 3.5 下面的动力传动流程图（如图3.6）将展示运动的传递情况：

　　36、图 3.6 4 环锭细纱机传动部分设计总论4.1 传动部分设计步骤4.1.1 计划阶段根据生产和学习需要提出设计环锭细纱机的目标，这个阶段中要对环锭细纱机的工作原理以及工作情况作充分的调查研究和分析。它的目标是：提出可行性研究报告，制定设计说明书。4.1.2 方案设计阶段1本阶段对设计的成败起关键的作用，在这一阶段中可以充分表现出设计工作有多个方案的特点，设计工作的创新性在这一阶段也表现的淋漓尽致。2功能原理设计：主要解决细纱机的传动问题。通过构思，综合分析确定出功能参数，提出可能采用的方案。3分析确定最佳方案：选择环锭细纱机传动部分，拟定多种不同的方案，对于各种方案，分析它的可行性。通过优化

　　37、筛选和全面比较，最终的目标是：确定出最佳的传动方案。 4.1.3 设计阶段要具体表达细纱机的传动部分的结构及其传动原理，仅靠文字叙述是达不到效果的。在本设计中，为了更明确的表示该部分的结构和传动情况，我们采用了零件的工程图和三维造型、整个细纱机的装配体工程图和三维造型、影音资料设以及在这些资料基础上完成的PPT幻灯片文件形式。计阶段首要工作是根据所掌握的数据对传动部分进行主总体设计，具体包括设计传动部分各个零部件的外形及基本尺寸，以及整个传动部分的结构尺寸，计算传动比和传动级数，并在此基础上绘制传动简图。其次是在Solidworks“零件”环境下对所有零件进行三维造型，在造型过程中注意零件的外

　　38、观颜色，以便在后面的装配体中更好的观察各个零件的位置关系以及与其他零件的装配关系。再次是在Solidworks“装配体”环境下对已经造型的零件进行装配，生成整个细纱机的装配体。在“装配体”环境下运用“干涉检查”，可以检查整个装配体的干涉情况。最后，在“工程图”环境下导出零件和装配体的工程图。4.2 传动零件设计要求4.2.1 传动零件结构工艺性要求 零件具有良好的结构工艺性，是指在既定的生产条件下，能够方便而经济地生产出来，并便于装配。所以零件的结构工艺性应从毛坯制造、机械加工过程及装配等几个生产环节加以综合考虑。4.2.2 传动零件可靠性要求对于绝大多数机械来说,失效的发生都是随机性的。因此

　　39、，为了提高零件的可靠性，就应当在工作条件和零件的性能两个方面使其随机变化尽可能地小。此外，在使用中加强维护和对工作条件进行监测，也可以提高零件的可靠性。4.3 传动零件的设计方法对于传动零件的设计，可从不同的角度做出不同的分类。机械零件的常规设计方法包括：理论设计、经验设计、模型实验设计。4.4 传动零件的设计步骤传动零件的设计大体要经过以下几个步骤：1根据传动零件的使用要求，选择各个零件的类型和结构。为此，必须对各种零件的不同用途、优缺点、特性与使用范围等，进行综合对比并正确选用。2根据零件的工作要求及对零件的特殊要求，选择适当的材料。3根据工艺性及标准化等原则进行零件的结构设计。4细节设计

　　40、完成后，必要时进行详细的校核计算，以判定结构的合理性。5 CAD技术概论5.1 Solidworks简介Solidworks是美国Solidworks公司开发的三维CAD产品，它基于Windows平台，功能强大，使用方便，目前其用户群数量超过38万，是应用最为广泛的中高端CAD产品，逐步成为其他三维CAD软件追赶和效仿的标准。Solidworks还拥有丰富的第三方软件支持，可以实现加工、分析、逆向工程等工程应用。5.2 Solidworks功能及其对于现代产品开发的支持对于现代产品开发中的各种功能需求，AutoCAD等二维CAD软件除了结构设计和尺寸标注外，基本上都无发胜任。而在造型效率方面，

　　41、Solidworks由于直接针对三维实体进行产品设计工作，因此在产品造型方面的速度是AutoCAD的35倍。Solidworks对于现代产品开发过程的支持体现在下面几个方面：1. 采用三维方式表达产品模型Solidworks是基于三维造型的CAD软件，采用“塔积木”组合特征的方法生成模型，设计人员不必考虑模型的三试图关系，而可以直接考虑产品的空间形态。2. 参数化Solidworks提供参数化支持，即可以用尺寸来驱动模型变化。此外，还支持更为高级的参数化技术，包括通过方程式描述产品模型尺寸之间的关联性，从而更好的反映设计意图。3. 一致性Solidworks有3种基本的工作环境零件、装配体和工

　　42、程图，产品信息在这3种环境之中共享。用户在其中一个环境中更改产品模型后，另外两个环境的产品模型将发生同步更新，从而保持产品模型的一致性。4. 对于高级设计技术的支持：自顶向下设计自顶向下的设计方法容许设计者从产品全局和零部件协调关系的角度出发进行产品设计，统筹规划产品布局和设计任务，从而规避传统的零件部件产品设计路线. 丰富的工程应用支持AutoCAD只是单纯的图形绘制工具，而Solidworks针对产品设计的工程要求分为零件、装配体和工程图3个基本模块。每个工程应用环境都提供相应的命令支持，用户根据产品设计的状况和需求选择不同的工程应用环境。6 F1520环锭细纱机传动部

　　43、分总体设计6.1 零件造型1. 传动轴的造型运动从电机传出，由传动轴把动力传给锭子和车尾，在车尾中，运动经过齿轮、凸轮、蜗轮蜗杆、链条等传动装置把运动分别传给罗拉、牵吊带装置和钢领板。该传动轴两端有和联轴器配合的连接面，实现动力的稳定传递。该传动轴长1500mm，直径60mm，和联轴器配合的面长度为60mm，距轴心的距离为15mm。如图6.1。图6.12. 联轴器的造型由于细纱机的工作部分是罗拉，而罗拉的制造是相当复杂，所以在整个细纱机中，工作部分是由很多根罗拉首尾相接而成。罗拉的具体数目要视厂方的生产规模而定。同样的道理，传动轴也是由很多根组成，而在其中起到连接并传动的作用的就是下面要介绍的

　　44、联轴器。该联轴器的具体尺寸，如图6.2所示。图6.21） 带轮的造型带轮在该细纱机整个传动过程中的作用就是将来自电机的运动传给锭子，是锭子获得一定的转速，来带动线筒的旋转。在Solidworks中，造型带轮的方法有以下两种：一、 草绘带轮的轮廓，绕中心线旋转生成。二、 用拉伸的方法生成一圆柱体后再剪切。对于带轮上的键槽，可用拉伸剪切生成，也可在拉伸圆柱体的时候，在草图中直接形成键槽的草图，这样在拉伸的时候就可生成键槽。图6.3为带轮的剖面图，展示了带轮的结构，带轮具有凸形槽，用来放置带动锭子转动的皮带。图6.3为带轮的造型。图 6.3 图 6.32） 部分齿轮造型a. 齿轮传动是该细纱机传动的

　　45、主要部分，也是上、中、下三列罗拉的运动唯一来源。如果通过普通零件造型的方法，就是调入渐开线方程，生成齿面的渐开线轮廓，再进行拉伸，然后再阵列。造型齿轮将会很浪费时间。Solidworks带有TooLBox零件设计库插件，插入该插件后，进入设计库，右击图中的“正齿轮”图标，出现“生成零件”选项，单击该选项，出现中图的参数表，图中生成的是齿数为104的一个圆柱直齿轮，模数为2，标称轴直径为25mm，面宽为30mm，压力角为20的直齿轮。另外，参数表内还有“备注”和“配置名称”，可自行填写内容。比如在“配置名称”一栏填“z104”，那么当零件生成的时候，零件的名称就是“z104”。如图6.4所示。图

　　46、 6.4b. 在车尾内，有直齿轮，也有斜齿轮。在罗拉轴上，因为要消除轴向力，所以要把和罗拉配合的齿轮设计成斜齿轮。在本设计中，所有和罗拉配合的斜齿轮大小均为Z35，右螺旋，螺旋角度为10，模数取2，其他参数和其他直齿轮相同。如图6.5所示。图6.5因为车尾传动内没有并联齿轮，像装配体中一些齿轮虽然两个齿轮贴在一起，之所以不制成并联齿轮，有如下两个方面的原因。其一、并联齿轮的制造工艺比起普通齿轮要复杂的多，在并联齿轮中，其中任何一个齿轮有问题，影响使用，整个并联齿轮就失去了使用能力，不像单个齿轮的组合，更换其中一个很容易。其二、制造一个并联齿轮的价格，比起相同数目的单个齿轮的总价格还要高，从经济

　　47、角度也是选择单个齿轮的配合使用，而不选择并联齿轮。c. 动力在从车尾传给上罗拉的时候，有一部分动力就传给了牵吊带装置。如下图所示，动力就是从下图中的蜗轮传出来的。和蜗轮配合的蜗杆就是上罗拉轴本身。如图6.6所示。图 6.6对于这里的蜗轮，通过下载“标准零件库”插件，安装在Solidworks中。既方便了造型，又保证了造型的准确度。参数可以很方便的更改。如图6.7所示。图 6.7下图为在“标准零件库”中的“通用标准零件库”下生成的蜗轮。具体参数为：模数为3，齿数20，压力角20分度圆直径36，螺旋升角10。如图6.8所示。图 6.86.2 结构设计在本设计中，零件的总数相当大，但是在

　　48、细纱机的工作部分都是相同的零件构成，所以在设计的时候，为了实现清晰明了表达产品结构的目的，就省去了重复部分的设计。就罗拉而言，单设计对称的上、中、下三列罗拉，而摇架就只设计了一个。为了表达出锭子的工作情况以及和带轮、罗拉、摇架、钢领板的位置关系，就设计了四个锭子机构。既然设计了四个锭子，由于每个带轮带动四个锭子，所以就设计了一个带轮。另外设计一个钢领板托架，一个钢领，一个钢丝圈。对于车尾，因为要表达传动关系，所以传动部分就应该表示出来。电气控制部分未给以表达。在相关图片中会给以相应的表达。图6.9为细纱机的结构造型。图 6.91. 下罗拉的传动动力从电机传到车尾后，将进一步传给上、中、下罗拉。

　　49、在前后两个支架之上分布大小33个齿轮，其中包括带动上、中、下罗拉转动的12个配合齿轮。由传动轴传过来的运动传到Z52齿轮经Z68、Z35、Z104、Z48、Z28、Z35四级变速将运动传给下罗拉。因为是左右对称的两列罗拉，运动从Z104齿轮传给另一边的下罗拉。如图6.10。 图 6.102.中罗拉的传动 在Z104齿轮下面有一Z25的齿轮，中罗拉的运动就是从这个齿轮传过去的。从Z25、Z81、Z25、Z85、Z64、Z85、Z80、Z64、Z35、Z35八级传动，将运动传到中罗拉。其中最后两个Z35齿轮是中罗拉配合齿轮。如图6.11。图 6.113.上罗拉的传动在和齿轮Z80在同轴上，有个Z2

　　50、6的小齿轮，上罗拉的运动就是从这里传过来的。从齿轮Z52运动传过来，再到齿轮Z80，再经Z26Z68、Z35齿轮，共经过七级传动，将运动传到上罗拉。如图6.12。图 6.124.钢领板的升降在车尾的传动系统中，运动经一锥齿轮减速器后，传给一凸轮机构，凸轮机构把动力通过一链条传给了钢领板托架。钢领板托架在导柱的导向作用下，实现钢领板的上下升降运动。钢领板升降的主要任务是通过带动嵌套在钢领板上钢领运动的，而钢领又是和钢丝圈配套使用的，所以就涉及两者的配合情况的好坏会给纺纱带来怎么样的影响。实践证明，自润滑钢领和镀氟钢丝圈由于采取了特殊的表面处理技术，因而具有耐摩擦、使用寿命长的特点，减少了钢丝圈与

　　51、钢领之间的粘着磨损应力，并稳定了对纱条的摩擦力，从而延长了钢丝圈与钢领的配合稳定期，减少了毛羽数量，同时对络筒工序毛羽数量增长的控制也十分有利。因此，在保证细纱机卷绕加捻系统运转状态良好的前提下，采用自润滑钢领配套使用镀氟钢丝圈是降低细纱毛羽简便而有效的措施。5.牵吊带装置的运动该细纱机中的牵吊带装置的主要作用：因为罗拉上的拧线段的宽度是一定的，牵吊带装置的作用就是粗条引到上罗拉，并限制粗条在这一宽度范围内运动。在上罗拉运动传入部分有一蜗轮蜗杆装置，牵吊带装置的运动就是从这里传过去的。图6.13中表达了蜗轮结构，蜗杆就是上罗拉轴本身，右图表达了牵吊带装置工作时和上罗拉的位置关系。粗线、件内穿过到达牵伸结构的。如图6.14。 图 6.13 图 6.147 结论在设计过程中，在查阅大量的相关资料，浏览包括“中国纺机网”“纺纱学课程网主页”等在内的网站，了解细纱机的各个组成部分以及工作原理的情况下，加上指导老师和同学的帮助，本次设计才得以顺利进行。本次毕业设计，是对所学专业知识的一次大的综合运用，为我们将来步入社会参加工作打下了基础。通过设计，掌握了不少东西，进一步学学会了对知识的融会贯通，提高了自己分析，设计的能力。毕业设计作为我们离校前的最后一门课程，是对几年来所掌握的东西进行的一次大演习，大练兵。我认为，只要自己认真对待，严格按照设计要求一步一步去做，我想我们的收获一定是很

　　53、大的。因此我们可以说，毕业设计虽然是大学生离开学校，步入社会的最后一课，但是，蕴涵在这最后一课里的东西是巨大的，只要我们认真把握，认真对待，我们一定会有很大的收获。至此，F1520环锭细纱机传动部分的设计全部结束。参 考 文 献1 杨纪朝.“中国纺织工业的现状与近期发展任务”.第三部分2 3 秦贞俊“世界棉纺织工业的技术进步” 第二届国际棉纺织技术研讨会论文集4 程隆棣、周至华. 紧密纺纱技术与毛羽问题J. 棉纺织技术，2003；31（4）：18-215 6 吴敏、徐昊. 紧密纺纱技术及其相关技术探讨J. 棉纺织技术，2003；（10）：11-147 邹小梅，何渭.细纱工序成纱毛羽的控制措施J

　　54、 .棉纺织技术，2001；29(11)：44-468 张文赓，陈铭右，丁寿基等.加捻过程基本理论M.北京：纺织工业出版社，19839 余桂林.纱线毛羽与捻度不匀产生原因及控制措施J.棉纺织技术，2002；30(4)：22-2510 周光茜，郝凤鸣.纺纱张力控制技术的研究(J).棉纺织技术，2002；30(1)：25-2711 朱友名:“棉纺新技术” P.272276 12 “棉纺织技术改造调研分析研究汇编” 河北省纺织工程学会 1994.3 13 秦贞俊“世界棉纺织工业的技术进步” 第二届国际棉纺织技术研讨会论文集 14 秦贞俊“环锭细纱机的发展” 国外纺织技术 2002.6 P.810 15

　　55、 秦贞俊“新一代双弹性高速锭子” 安徽棉纺织通讯 16 秦贞俊“高性能环锭细纱机” 安徽棉纺织通讯 17 秦贞俊“细络联的在线纱疵检验”“皮辊的磨砺”“青泽环锭细纱机”“纺织科普”译文18 秦贞俊“瑞士Hi-Per-spin环锭细纱机” 安徽棉纺织通讯”19 秦贞俊环锭纺纱机技术的新发展纺织导报，2000-04 20 秦鸿宗，苏馨逸.R2V型牵伸形式的设计及纺纱试验J.棉纺织技术，2000，28(7)21 苏馨逸.当代环锭细纱机设备及细纱机牵伸改造C.全国棉纺织行业第一届技术改造研讨会论文集22 吴子歌.棉纺细纱牵伸系统的技术改造C.全国棉纺织行业第一届技术改进研讨会论

　　56、文集23 朱友名.环锭细纱新技术M.北京：纺织工业出版社： 27224 秦贞俊编译.瑞士Hi-Per-spin环锭细纱机IJ.安徽棉纺织通讯25 梅自强：“现代棉纺织技术的发展方向”， 棉纺织技术 2004.1 P6-8 26 高宜畏：“清梳联合机的工艺技术与设备创新的探讨”， 棉纺织技术 2000.1 P19-23 27 秦贞俊：“环锭细纱机的技术进步”， 2003年全国传统环锭细纱机技术进28 何煜琛，陈涉，陆利锋著.SolidWorks中文版基础及应用.北京：电子工业出版社，2005.7致 谢本次设计是在导师王彪老师的悉心指导下完成的。王老师平时工作比较繁忙，但他仍然在整个设计过程中定期安排我们见面，抽出很多宝贵时间给我答疑解惑。对于我们的设计，一直给予我精心的指导和全力的帮助。王老师渊博的知识、严谨的治学态度和对工作的积极投入给我留下了深刻的印象，王老师不但在设计上教导我们，而且在做人、工作等方面给了我很多宝贵的指导。最后向所有关心、支持和帮助过我的老师、同学和朋友表示深深的谢意！第 34 页 共 34 页

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