[发明专利]双捻机排线导杆副参数配置方法

权利要求书

1.一种双捻机排线导杆副参数配置方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)根据收卷线材直径d，选择导杆及其配套导向器；

2)根据收线工字轮内开档长度L、收卷线材直径d，计算导杆总导程S；

3)根据导杆总导程S和导杆的螺旋线数n，计算螺距p；

4)根据收卷力f计算收线功率P_收，并确定导杆大径d₀、导杆中径d₂、导杆小径d₁以及螺纹宽度U；

5)根据导杆的螺旋线数n、螺距p、导杆中径d₂，计算螺纹升角Ψ；

6)设计导向器结构，根据螺纹升角Ψ计算导向器正压力F_导和导向器强度P_导；

7)根据螺距p、收卷部分传动比，计算收卷线材排距h；

8)根据螺距p，计算导向器换向半径R₁和导杆换向半径R₂；

9)按确定的导杆及配套导向器各尺寸参数进行三维建模，模拟导杆及配套导向器运动轨迹，并按三维验证结果最终修正导杆及导向器各尺寸参数，直至导杆与导向器运转灵活、无卡滞；

其中，所述步骤1)中，当收卷线材直径d≥1mm时，选择双向双槽导杆(1)及双向双槽导向器(2)，并选定双向双槽导杆(1)采用矩形螺纹；

当收卷线材直径d＜1mm时，选择双向单槽导杆(3)及双向单槽导向器(4)，并选定双向单槽导杆(3)采用矩形螺纹；

所述步骤2)中，导杆总导程S由如下公式计算得到：

S＝L-(1.2～1.5)d

式中，L为收线工字轮内开档长度，单位：mm；d为收卷线材直径，单位：mm；

所述步骤3)中，螺距p由如下公式计算得到：

p＝S/n

式中，S为导杆总导程，单位：mm；n为螺旋线数；

所述步骤4)中，收线功率P_收由如下公式计算而得：

P_收＝f×V

式中，f为收卷力大小，单位：N；V为收线的线速度，单位：m/s；

根据收线功率P_收的大小，由机械设计手册查得导杆大径d₀；

所述导杆中径d₂由如下公式计算而得：

d₂＝d₀-p×0.12

式中，d₀为导杆大径，单位：mm；p为螺距，单位：mm；

所述导杆小径d₁由如下公式计算而得：

d₁＝d₀-p×0.23

式中，d₀为导杆大径，单位：mm；p为螺距，单位：mm；

所述螺纹宽度U由如下公式计算而得：

U＝(0.08～0.1)d₀

式中，d₀为导杆大径，单位：mm；

所述步骤5)中，螺纹升角Ψ由如下公式计算而得：

TgΨ＝p/π/d₂

式中，p为螺距，单位：mm；d₂为导杆中径，单位：mm；

所述步骤6)中，导向器正压力F_导由如下公式计算而得：

F_导＝F_底/cosΨ

F_底＝f×Z3/Z2/R1

式中，Ψ为螺纹升角，单位：度；F_底为工字轮的底轮收线拉力，单位：N；f为收卷力大小，单位：N；R₁为工字轮的底轮半径，单位：mm；Z2为工字轮输入端带轮的齿数；Z3为工字轮输出端带轮的齿数；

所述导向器强度P_导由如下公式计算而得：

P_导＝F_导/S

式中，F_导为导向器正压力，单位：N；S为导向器受力面积，单位：m²；

若导向器强度P_导≤许用压强值，则设计合理；若导向器强度P_导＞许用压强值，则修正螺距p、Z2、Z3，直至满足合理条件；

所述步骤7)中，收卷线材排距h由如下公式计算而得：

h＝p×(Z1/Z4)×(Z3/Z2)×(Z5/Z6)

式中，p为螺距，单位：mm；Z1为排线导杆副输入端带轮的齿数；Z2为工字轮输入端带轮的齿数；Z3为工字轮输出端带轮的齿数；Z4为排线导杆副输出端带轮的齿数；Z5为排线导杆副输入端齿轮的齿数；Z6为排线导杆副输出端齿轮的齿数；

所述步骤8)中，导向器换向半径R₁由如下公式计算而得：

R₁＝(1.4～1.5)p

式中，p为螺距，单位：mm。

2.根据权利要求1所述的双捻机排线导杆副参数配置方法，其特征在于：所述步骤8)中，若导杆换向半径R₂≥导向器换向半径R₁，则设计合理；

若导杆换向半径R₂＜导向器换向半径R₁，则修正导杆总导程S和螺距p，直至满足合理条件。