分离筘座式剑杆织机的引纬机构优化方案

分离筘座式剑杆织机中，引纬部分与打纬部分的运动分开，传剑机构固装在机架上，因此大大减轻了筘座质量。另外，这种传剑方式所需的梭口高度较小，打纬动程也小。分离筘座式剑杆织机车速比非分离式高。现有的分离筘座式传剑机构有共轭凸轮连杆机构、空间曲柄连杆机构和螺旋机构三种。

（一） 共轭凸轮传剑机构

共轭凸轮传剑机构是应用最多的一种机构，如SM93 型，GA731 型等剑杆织机采用该类型引纬机构，如图9-5 所示。

图9-5　共轭凸轮传剑机构

该机构包括共轭凸轮1、滚子2、摆杆3、连杆4、摆杆5 及扇形齿轮5´、齿轮6、锥齿轮7和8 及传剑轮。当共轭凸轮1 转动时，推动摆杆3 绕A 点往复摆动，然后通过连杆4、摆杆5（及扇形齿轮5´）、齿轮6、7、8 驱动传剑轮往复摆动，从而使剑带实现往复的引纬运动。

共轭凸轮传剑机构的剑头运动规律在理论上可按照任意要求来设计，如采用改进梯形加速度运动规律，如图9-6 所示，可控制剑头缓慢地进入梭口，平稳交接，使织造过程中纬纱张力变化平缓，断纬、缩纬率低。

改进梯形加速度运动各段的曲线方程如下：

AB 段：0≤φ≤φ0／8

BC 段：φ0／8≤φ≤3φ0／8

图9-6　改进梯形加速度运动曲线

CD 段：3φ0／8≤φ≤5φ0／8

DE 段：5φ0／8≤φ≤7φ0／8

EF 段：7φ0／8≤φ≤φ0／8

（二） 空间曲柄连杆传剑机构

Picanol 的GTM 型织机、比佳乐的SGA726—190A 型和GA733—A 型织机、苏吴机械的GA737 型剑杆织机等采用的是空间连杆机构进行传剑，如图9-7 所示。该机构由空间曲柄摇杆机构ABCD、平面双摇杆机构DEFG 及齿轮机构（6、7）组成。当织机主轴1 匀速转动时，曲柄2（AB）、叉状杆3（BC）和摇杆4（CD）组成的空间曲柄摇杆机构将运动传递给平面双摇杆机构DEFG，FG 上扇形齿轮6 的运动经齿轮7 和传剑轮8 放大，使剑杆获得往复的直线运动。

图9-7　空间曲柄连杆传剑机构

1—织机主轴　2—曲柄　3—叉状杆　4—摇杆　5—连杆　6—扇齿轮　7—小齿轮　8—传剑轮

图9-7 中的曲柄AB 长r0，其转角为织机主轴角速度ω 与时间t 的乘积。空间曲柄摇杆机构ABCD 中摇杆DC 的摆角γ 可由下式计算得出：

式中：L 为曲柄AB 所在平面到D 轴中心的距离；BD 连线的空间轨迹是一个锥面，设其锥顶角为2 θ0，则：

将式（9-12）带入式（9-11）中，得：

当ωt＝0 时，θ＝θ0；当ωt＝π 时，θ＝-θ0；当时，θ＝0；当时，θ＝0。

DC 的摆动通过平面双摇杆机构DEFG 及扇形齿轮6 和齿轮7 传递给传剑轮8，进而传动剑带和剑头的引纬运动。剑头的最大位移量由下式计算：

式中：R0为传剑轮8 的节圆半径；R1为扇形齿轮6 的节圆半径；r2为齿轮7 的节圆半径。

在任一时刻，剑杆位移的表达式为：

（三） 变形空间摇杆传剑机构(www.xing528.com)

Simit Fast 型织机采用一种变形的空间曲柄摇杆机构进行传剑，如图9-8 所示。在打纬凸轮轴的头端固装着歪头曲柄1，其偏角为γ，它与传动叉2 组成空间摇杆机构（类似于平面偏心连杆机构），使传动叉2 往复转动，再由摆臂3 经连杆4 带动扇形齿轮5 摆动，扇形齿轮5 与小齿轮6 啮合，6 的转动经过传剑轮7 放大后带动剑带做往复引纬运动。扇轮上有弧形槽，可调节剑头动程；调节时，中央剑头交接位置不变。

图9-8　变形空间连杆式传剑机构

1—歪头曲柄　2—传动叉　3—摆臂　4—连杆　5—扇轮　6—小齿轮　7—剑轮

这种机构的结构精密、紧凑，传动链短，传动刚性好，传剑运动的加速度低，为高速引纬创造了条件。它采用更大的剑轮，可减小对剑轮传动的放大倍数。

（四） 变导程螺旋传剑机构

C401 系列剑杆织机采用的是变导程螺旋传剑形式，如图9-9 所示，由曲柄1、连杆2、滑座3、螺母4、变螺距螺杆5 和传剑轮6 组成。该机构可简化为一个曲柄滑块机构，当曲柄1 匀速转动，通过连杆2 推动螺母4 往复直线运动，螺母4 驱动变螺距螺杆5 转动，从而带动与其同轴的传剑轮6 往复回转。通过设计螺杆导程，可获得所需的剑杆运动规律。

图9-9　变导程螺旋传剑机构

1—曲柄　2—连杆　3—滑座　4—螺母　5—变螺距螺杆　6—传剑轮

变导程螺旋传剑机构的优点是传动链短，结构紧凑，通过合理设计螺杆的导程可使剑杆进足时加速度为零，交接条件好。缺点是螺纹副的传动效率低，加工费用高。

（五） 空间曲面凸轮传剑机构

随着制造加工技术的高度发展，一些以前认为难以实现的传动方式得到了开发应用，如精确加工的空间曲面凸轮，被用于传剑机构，如图9-10 所示，在Vamatex 9000 型织机上采用的传剑机构。该机构传动链明快简短，系统刚性好，传剑动程可调。空间凸轮的两个共轭曲面分布在同一端面凸轮的内外圈上，结构非常紧凑，凸轮曲线的规律可以按需设计，传剑运动特性好。

图9-10　空间凸轮式传剑机构

1—曲面凸轮　2—转子　3—摆臂　4—连杆　5—扇齿轮　6—小齿轮　7—传剑轮　8—剑带

（六） 滑块齿条引纬机构

日本丰田LT102 型剑杆织机采用如图9-11 所示的滑块齿条式引纬机构。

主轴1 旋转，通过连杆2 带动滑块3 往复运动，滑块3 上装有齿条，齿条与齿轮4 啮合，齿轮4 再与齿轮5 啮合，齿轮5 与传剑轮6 固结在一起，从而带动传剑轮转动。

图9-11　LT102 型剑杆织机引纬机构

1—曲柄主轴　2—连杆　3—滑块（齿条）　4—齿轮　5—齿轮　6—传剑轮　7—剑带

下面分析引纬运动。

主轴1、连杆2 和齿条3 构成正置曲柄滑块机构，建立如图9-12 所示的直角坐标系，主轴1、连杆2 与x轴正向的夹角θ1、θ2，逆时针方向为正，则齿条3 与连杆2 铰接点C 的位移方程为：

图9-12　齿条的运动分析

式中：θ1＝ωt，ω 是主轴转动角速度；s0是齿条在最低位置时C 点的纵坐标，s0＝l2-l1。

将式（9-16）对时间求一阶、二阶导数，得到齿条的速度、加速度表达式如下：

齿条的运动曲线如图9-13 所示。

齿条的运动经过齿轮4 和5 传递给传剑轮，从而驱动剑带运动。

图9-13　齿条的运动曲线

（七） 椭圆齿轮—连杆引纬机构

椭圆齿轮和连杆机构组合而成的引纬机构由椭圆齿轮机构、曲柄摇杆机构和轮系组成，如图9-14 所示。其工作原理如下：椭圆齿轮1 与织机主轴同轴转动，椭圆齿轮1 和2 的转动中心分别是两椭圆的同相焦点，通过1 和2 的啮合，将织机主轴（即主动椭圆齿轮1 的转轴）的匀速转动转化为从动椭圆齿轮2 的非匀速转动，再通过曲柄摇杆机构（ABCD）驱动与摇杆CD 刚性连接的圆柱齿轮Z1做非匀速往复摆动（曲柄AB 与从动椭圆齿轮2 固结，且A 点为椭圆齿轮2 的转动中心）；C 点位于圆柱齿轮Z1的一段圆弧上，当处于中央交接极限位置时，该圆弧的圆心为B 点，半径为连杆BC 的长度，调整C 点在圆弧的位置，可以调整剑头的动程，但不改变交接纬纱的位置。最后经过定轴轮系Z1、Z2、Z3、Z4的行程放大（Z3和Z4还起到改变方向的作用），使得剑轮3 做非匀速往复回转运动，从而使与剑轮啮合的剑带4 获得满足引纬工艺要求的特殊非匀速往复直线运动规律。

图9-14　椭圆齿轮—连杆组合引纬机构