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机械锁紧装置凸轮机构及优化设计分析凸轮机构的设计需要考虑以下几个方面：力的传递、摩擦等。
在设计
凸轮机构时，需要合理选择凸轮的形状和凸轮轴的位置，以满足锁紧和释
放的要求，并尽量减小摩擦损失。
在机械锁紧装置凸轮机构的优化设计方面，以下几个方面值得考虑：首先，凸轮的形状设计。
凸轮的形状对机械锁紧装置的性能有重要影响。
合理选择凸轮的形状可以增强锁紧装置的力传递和锁定稳定性。
比如，采用圆形凸轮时，摩擦面积较小，有利于降低摩擦损失。
而采用椭圆形凸
轮时，能够实现较大的锁定力。
其次，凸轮轴的位置设计。
凸轮轴的位置会影响凸轮与锁紧杆之间的
配合，进而影响锁定力的大小。
合理选择凸轮轴的位置可以增加凸轮与锁
紧杆之间的摩擦力，提高锁定力。
再次，材料选择。
在机械锁紧装置凸轮机构的设计中，需要选择适合
的材料，以保证其强度和耐磨性。
常用的材料有钢、铸铁等。
合理选择材
料可以延长机械锁紧装置的使用寿命。
最后，尺寸设计。
机械锁紧装置凸轮机构的尺寸对其工作性能和结构
紧凑度有影响。
在设计时需要考虑凸轮的直径和长度等尺寸参数，以满足
锁定和释放的功能需求，并尽量减小装置的体积。
综上所述，机械锁紧装置凸轮机构是一种可靠的锁紧机构。
在设计和
优化设计时，需要考虑凸轮的形状、凸轮轴的位置、材料选择和尺寸设计
等方面的因素。
通过合理的设计和优化，可以提高机械锁紧装置的工作性
能和使用寿命。
共轭凸轮式打纬机构
在无梭织机上，因为车速提高，允许载纬器通过梭口的时间更少，所以必须设法进一
步提高可引纬角，方能保证引纬的顺利进行。
共轭凸轮机构可按照工艺要求进行设计，实现预定的筘座运动规律，是目前在高速无梭织机上应用较多的打纬机构。
图9-7所示为片梭织机上的共轭凸轮式打纬机构。
在织机主轴1上装有一副共轭凸轮2和9。
凸轮2为主凸轮，它驱动转子3，实现筘座由后向前的摆动，凸轮9为副凸轮，它驱动转子8，实现筘座由前向后的摆动。
共轭凸轮回转一周，筘座脚6绕摇轴7往复摆动一次，通过筘夹5上固装的钢筘4向织口打入一根纬纱。
引纬期间，筘座静止不动，静止角为220～255°。
例如在筘幅216cm的片梭织机上，静止角为220°，筘座打纬的进程角为70°，打纬回程角为70°。
筘幅愈宽，则筘座静止角可设计得愈大。
图9-7 Sulzer片梭织机上的共轭凸轮式打纬机构
1－主轴 2－凸轮 3－转子 4－钢筘 5－筘夹 6－筘座脚 7－摇轴 8－转
子 9－凸轮
共轭凸轮式打纬机构与开口、引纬运动均可达到良好的配合，但制造精度较高，并要求有良好的润滑。
打纬机构要有良好的高速运行适应性，筘座往复摆动动程应小，摆动产生的振动也小。
为了使织机在
高速情况下能达到较小的振动，人们寻求筘座运动跃度连续条件下的各种运动规律。
例如高次多项式运动
规律，正弦和余弦分段组合的加速度规律，三解函数和直线交替7段组合的加速度规律，三角函数1/4周期和水平直线组成的9段加速度规律。
凸轮加工方法的优化凸轮是工件的一种，其具有特殊的几何结构，用于接触和传递运动，常被用于发动机、机床和机械装置中。
凸轮的加工方法对于工件的质量和使用性能有着重要的影响。
在凸轮加工中，有几种常见的方法，如切削加工、光刻技术、电火花加工等。
针对不同的凸轮加工方法，本文将从优化角度出发，分析各种方法的优缺点，并提出一种综合考虑成本和效率的加工方法。
切削加工是一种常见的凸轮加工方法，其优点是能够加工各种复杂曲线形状的凸轮，加工过程控制简单、加工速度高。
切削加工存在着切削力大、工具磨损快等缺点，对于大型凸轮的加工成本较高。
为了优化切削加工方法，可以采用多轴联动的切削方式，减小切削力，同时采用高速切削和刀具材料的优化选择，延长刀具寿命，降低加工成本。
光刻技术是一种通过光影成像完成加工的方法，其优点是能够实现高精度加工，同时可以快速完成凸轮的加工。
光刻技术在加工复杂度较高的凸轮时，设备的成本较高，而且加工过程中的光源、掩膜等耗材也较昂贵，因此存在成本较高的问题。
为了优化光刻技术的加工方法，可以采用小型化的光刻设备，降低设备成本，同时优化光源、掩膜等耗材的使用，减少加工成本。
电火花加工是通过电脉冲放电产生高温高压的环境，将工件表面材料溶解和蒸发的一种加工方法。
该方法可以实现高精度的非接触式加工，同时具有高效率、不易受工件硬度影响等优点。
电火花加工在加工速度方面相对较慢，而且很难对加工过程进行实时控制，容易造成工件的质量不稳定。
为了优化电火花加工的方法，可以采用新型的电脉冲发生器，提高放电频率和能量，增加加工速度；同时优化加工工艺参数，实时监测加工过程，确保工件的质量稳定。
针对凸轮加工方法的优化，应综合考虑加工质量、加工成本和加工效率等因素。
在切削加工方法中，通过多轴联动、高速切削和刀具材料优化选择，可以降低成本，提高效率；在光刻技术中，通过小型化设备和优化耗材的使用，可以降低成本；在电火花加工中，通过提高电脉冲发生器的频率和能量，优化工艺参数，可以提高加工速度和质量的稳定性。
!!共轭凸轮打纬机构分析与优化滕!兵J!何!勇P!沙!玲J!E O上海工程技术大学"上海B D E G B D#B O东华大学"上海B D E G B D$摘!要%文章对共轭凸轮打纬机构进行了简要介绍!建立了某剑杆织机共轭凸轮打纬机构的虚拟样机!分别对主副凸轮及单侧共轭凸轮进行了运动学仿真及研究!并同时针对实际工况中的问题!对该共轭凸轮进行了优化设计"本文的方法对旧织机改造与新型织机开发具有一定的参考意义"关键词%共轭凸轮#打纬机构#运动学#仿真#优化中图分类号%.6J R S O J S L文献标识码%‘文章编号%J R R K Z S R P U!P R R_$R J Z R R V R Z R S!!虚拟产品开发技术在发达国家应用日趋广泛!成熟"特别是在航空!航天!军事!汽车等工业领域成功的事例很多#该技术在国内起步较晚"却已引起各个企业的广泛重视"虽然能系统完整地应用虚拟产品开发技术的企业或研究单位现在还不是很多"但有许多企业开始应用一项或数项单元技术并且取得了明显的效益#I4I!6是目前世界上应用比较广泛的机械系统动力学仿真分析软件#它可以建立和测试虚拟样机"实现在计算机上仿真分析复杂机械系统的运动性能与动态性能等功能#收稿日期%P R R Q Z J P Z P K作者简介%滕!兵$J K U J%&"男"山东威海人"助教#E!共轭凸轮打纬机构工作原理打纬机构是将纬纱推向织口与经纱交织"从而形成织物的机构#图J所示为共轭凸轮打纬机构#当主轴J回转时"主凸轮P推动转子S"带动筘座角V以摇轴L为中心按逆时针方向摆向机前"使筘座Q上的钢筘_进行打纬#此时"转子U 在双臂摆杆作用下紧贴副凸轮K#打纬完毕后"副凸轮变成主动"推动转子U"使筘座脚按顺时针方向向机后摆动"此时转子S又紧贴主凸轮#两凸轮如此相互共轭来完成往复运动"由于共轭凸轮作用"筘座脚回程也是积极传动"这就有利于打纬机构实现高速化$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$#并最终帮助企业赢得更大的服装市场#然而需要注意的是"并不是所有的企业都适合这种开发模式"如对于一些正装品牌而言还是应以设计师为主"一般来说"买手型产品开发模式更适合一些时尚类的休闲服装品牌#因此"企业必须根据自身特点"谨慎地运用这种产品开发模式#参考文献%’J(!王士如"高彩凤"韩贤军O服装企业买手模式’!(O北京)中国纺织出版社"P R R L O’P(!陈晓鹏"李克兢O服装业大批量定制生产的配置设计’8(O山东纺织科技"P R R V"$P&)S L%S_O1’2’3.45-8)5’:.-;/4)X7’<’+-=0’8):3))’.8-LW/K’.?-;’*8!+-)5*8@%8)’.=.*2’676,(8*&’,"4#./0,*E,)-$M#’(?&*W’#a"A D#=7"M#’(?&*P Q Q R_J"+)#’&&A O2).34)).)A*,()&’&>7D#’(=)"B*’B"[=*H\,7"A D&’?[A*B"D D*H&[[7>#’([A*?,B=Z?"a">*[Y"’= [&=="A’D*H\,7"AY*?""=)"[&["A=A#"D=*#’D=A,B=B>*=)#’("’="A[A#D"=*&[[>7=)#DY&?"&B B*A?#’(=* =)"#A B*’?#=#*’&’?(#a"DD*Y"#’D=A,B=#*’D*’)*X=*&[[>7=)#DY*?"O E’=)""’?"#=#>>,D=A&="D=)" \,7"A[A*?,B=?"a">*[Y"’=Y*?"#’?"=&#>X#=)"-&Y[>"OP’K9-.;2)\,7"A D*[A*?,B=?"a">*[Y"’=*B>*=)#’("’="A[A#D"*Y&A]"=#’H*A Y&=#*’ 万方数据图J !共轭凸轮打纬机构J !主轴P !主凸轮S "U !滚子V !筘座脚L !摇轴Q !筘座_!钢筘K !副凸轮B 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4I!6中机构中的零件均以刚体对待$若将主副凸轮的凸轮同时定义$则势必造成仿真无法进行%对此我们分别对主副凸轮以及单侧的共轭凸轮进行仿真$得到各自的运动规律$如图S 所示%由以上数据图可以看出(在一个回转周期过程&取R c R L "R c P RD 作为一个周期’中$初始阶段打纬摇轴的角速度为零$此时筘座处于静止状态$这一时间持续较长$引纬剑头利用这一时间段将纬纱引入)筘座由静止向前摆动进行打纬时$其速度逐渐减到零$加速度达到最大)筘座由前向后摆动到起始位置时$角速度"角加速度也逐渐减小到零%由于共轭凸轮的共轭精度无法保证$所以在筘座的加速度曲线图中可看出有较多突变$产生柔性冲击$这是导致机构振动增大"产生噪声的主要因素$并且严重影响打纬质量%由于共轭凸轮打纬机构在一个运动周期中筘座静止时间长$运动时间短$动作急速$使凸轮打纬机构在动态&机构实际运动’与静态&名义运动’之间有一定的差异(#机构在急速的运动中显示出构件弹性的影响$筘座的实际运动实质上是围绕名义运动&类似梯形加速度规律’所作的弹性振动$实际的加速度峰值大于设计值%$由于筘座运动是作弹性振动$当名义运动处于静止时$筘座并没有真正静止不动$是作衰减自由振动$即有残余振动$所以当筘座静止时$打 万方数据纬摇轴加速度有微小的波动!这些小波动会降低运动的稳定性!直接影响到打纬的质量"图S !主副凸轮及单侧的角速度#角加速度F !优化设计为了降低振动!减小噪声!选择摇轴加速度曲线作为优化目标!通过对共轭凸轮的轮廓进行优化分析!使摇轴加速度曲线更趋于光滑"由于凸轮轮廓中的基圆部分对从动件的加速度影响不大!所以只对凸轮轮廓的推#回程部分进行优化"此部分工作量巨大!在此仅做简要介绍"在I 4I!6$b #"X 中利用其零件库创建凸轮的模型"将测绘点作为设计点!通过拉伸%@-=A ,Z D #*’&命令创建出凸轮的模型!再创建摇轴的简化模型!保证两者位置关系满足装配关系!施加约束和动力源!测出摇轴的角速度#角加速度曲线"在I 4I!6$b #"X 中选6#Y ,>&=#*’&4"D #(’6=,?7!4G @!G [=#Y #0"命令!依次对设计变量进行优化!得出每个设计变量对曲线影响的敏感度#最优值"优化后的角速度#角加速度曲线图如图V 所示"从优化后的曲线图中可以得到以下结论’%J&优化后的摇轴的角加速度曲线比优化前减少了突变!降低了机构的柔性冲击!可以减小机构振动!降低噪声"图V !优化后摇轴角速度#加速度曲线图%P&优化后的摇轴的角速度和角加速度在打纬时刻的最大值与优化前的相比较!几乎没有发生变化!所以优化后的机构不会存在打纬力矩过大!增加织机回转的不匀的问题"%S&优化后的筘座在回到起始位置时的角加速值比优化前的约减小S c P PhJ R V ?"($D P!如此降低回程的冲击力!有利于减振除噪"C !总结本文对某剑杆织机的共轭凸轮打纬机构进行虚拟样机的建立!可对共轭凸轮打纬机构的运动进行直观检验!在此基础上对打纬机构进行了运动学仿真与分析!并对打纬机构的共轭凸轮进行优化设计"文中所采用的方法为消化吸收和设计开发新型纺机!对现有在役纺机进行改进!提供了一种有效的设计和分析手段"参考文献!(J )!陈!明O 新型织机(!)O 上海’中国纺织大学出版社!J K K K O (P )!陈瑞隆O 打纬理论的研究(!)O 北京’财政出版社!J K Q S O (S )!+)"’95O !"B )&’#B D&’??"D #(’*H B &Y Y "B )&’#D Y (!)O ^"X 5*A ]’N "A (&Y *’[A "D D !J K U P O $5’A 83+K 2*238;"=)*0*V 3)*-8-L!-8]/@3)’!30*8W ’3)*8@X /=?’4538*20F 2./>,)-J !"2<8)-P !@"#0,)-J%J O 6)&’()&#W ’#a "A D #=7*H@’(#’""A #’(6B #"’B "!6)&’()&#P R J Q P R !+)#’&*P O 4*’(),&W ’#a "A D #=7!6)&’()&#P R J Q P R !+)#’&&A O 2).34)’.)"[&["A \A #"H >7#’=A *?,B "?=)"\"&=#’(Z ,[Y "B )&’#D Y*H B *’<,(&="B &Y !D "=,[a#A =,&>[A *=*=7["*H A &[#"A1**Y i DB *’<,(&="B &Y !Y &?"]#’Y &=#B DD #Y ,>&=#*’D =,?7&’?*[=#Y #0"?B *’<,(&="B 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