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三维织机打纬机构是整套织机中极为重要的一环,在碳纤维立体织物织造过程中起着纽带作用。碳纤维立体织物结构复杂,其中最突出特征为其织物厚度往往远大于传统机织产品,为使碳纤维立体织物每层纬纱受到相同打纬力,钢筘需进行平行打纬。天津工业大学承担的国家“十二五”科技支撑项目“碳纤维多层角联机织装备及技术研发”中采用的平行打纬方案为连杆—滑块式打纬机构,该项目使我国在碳纤维立体织物织造领域取得了明显进步,但其打纬机构对于厚重的碳纤维立体织物稍显打纬力不足、响应慢,仅可织造多层织物,且滑块与导轨摩擦浪费了大量能源,现针对这些亟待解决的问题进行相关研究工作:(1)提出共轭凸轮与四连杆相结合的组合式平行打纬机构,该打纬机构能实现平行打纬且打纬力大、响应快、能源利用率高、能同时用于多层及中空织物织造。(2)针对复杂多变的碳纤维立体织物,首先分析其单根纬纱受力情况,总结经纱对纬纱作用打纬阻力的规律,给出不同类型碳纤维立体织物相应整体打纬阻力通用计算方法。(3)根据三维织机打纬工艺及织物最大打纬阻力,求解出加速度曲线首末为零、连续可导、满足惯性打纬要求的正余弦组合运动规律函数,以该运动规律为基础,利用解析法求解共轭凸轮轮廓线,给出其通用计算方法,求得共轭凸轮推程、回程总角度为154°且无急回特性。(4)为实现钢筘平行打纬,对四连杆进行尺度综合,利用二级杆组法对组合式平行打纬机构进行运动学分析与优化,以摆臂铰支点为原点建立直角坐标系,摇杆铰支点横纵坐标比为19/15,摆臂长取398mm时连杆在打纬前死心位置角基本为零,钢筘实现平行打纬,此时共轭凸轮转角为77°。为简化组合式平行打纬机构的设计过程,利用MATLAB对共轭凸轮—四连杆组合式平行打纬机构进行参数化设计与运动仿真分析,提高了设计效率。(5)针对钢筘受打纬阻力冲击产生振动问题,对钢筘进行模态分析与振动分析,钢筘振动类型主要为一阶摆动振动,外部激励频率远离钢筘各阶固有频率,钢筘不会发生共振,为减小钢筘受打纬阻力的冲击振动变形,应适当选用高弹性模量材料钢筘。