碳纤维管状立体织造装备中引纬驱梭机构的设计与分析

摘要

本课题是依托于“国家科技部支撑子计划—碳纤维管状立体织造装备的研究与开发”项目，基于创新设计理论，对我校自主研发的管状立体织机进行创新设计，实现无碾圆形引纬，以解决当前国内外均无法织造耐磨耐折性差的碳纤维等特殊纤维的管状立体织物的技术难题。
　　本文提出并设计了一种无碾压式圆形引纬导梭机构。首先，提出了三种无碾压式圆形导梭滚道装置设计，即球轨道导梭、滚轮导梭和顶尖式导梭，在引纬过程中实现经纱无磨损。其次，提出并设计了两种无碾压式圆形引纬驱梭机构，采用齿轮导梭柱背部推梭机构取代推梭器装置，消除了推梭器在推梭过程后中对经纱的碾压。最后，基于前面的导梭滚道的设计和推梭装置的设计，重新设计了一种梭子。
　　对一种无碾压式圆形引纬驱梭系统的运动性能进行分析。首先，采用虚拟仿真技术，利用单因素法使用SolidWorks Simulation进行驱梭方案的仿真计算，发现上述背部驱梭方案在运行过程中可能存在随机误差，且装置对零部件的加工精度较为敏感。其次，使用Recudyn软件对同步带串联的运动进行动力学分析，发现从动轮相对于主动轮的运动有一定的滞后。最后，采用几何分析的方法分析齿轮啮合偏心误差，针对分析结果，对主轴驱梭系统进行方案改进设计，采用独立电机驱梭，用位置传感器，实时检测和修正引纬运动和开口运动时间的误差，并最终顺利实现无碾圆形引纬运动，织造出碳纤维管状立体织物。

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第一章 绪论

1.1 碳纤维复合材料概述

1.2 管状立体织物的成型方法

1.3 东华大学第一代管状立体圆织机介绍

1.4 当前圆形引纬机构的研究与分析

1.5小结

第二章 无碾压式圆形引纬机构的设计与研究

2.1基于公理化设计和设计结构矩阵设计集成的圆织机创新设计

2.2管状立体圆织机无碾压式引纬机构的模块化设计

2.3小结

第三章 球导轨无碾压式背部推梭引纬机构的设计与分析

3.1无碾压式球轨道组件的设计

3.2 背部推梭传动装置的设计

3.3梭子的设计

3.4小结

第四章 无碾压式引纬驱梭系统误差分析及补偿设计

4.1同步带串联传动的运动性能分析

4.2驱梭传动系统中齿轮传动性能仿真分析

4.3 驱梭传动系统中的齿轮传动误差理论分析

4.4无碾压式引纬驱梭机构的误差补偿改进设计

4.5小结

第五章 总结与展望

5.1 课题研究工作总结

5.2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢