随着人们对纺织品需求的发展,电脑绣花机效率和绣花效果的要求也不断增长。现在我国的绣花机行业也在蓬勃发展,但是大多数产品处于中低档水平,没有形成国际品牌。这种情况的出现,主要是因为国内的绣花机厂家的自主创新能力差。国内电脑绣花机产家对于电脑绣花机核心机构的研究(如针杆驱动机构)还处在测绘和仿制国外产品的阶段,这不仅带来侵权和难以出口到发达国家的问题,而且仿制后的绣花机很难达到理想的性能。因此研发具有自主知识产权的新型针杆驱动机构对于提升国产电脑绣花机的技术水平具有一定的现实意义。本论文针对国内某种高速绣花机头工作时压脚驱动块和压脚接触过程中存在冲击的问题,分析了电脑绣花机针杆驱动机构与压脚驱动机构的运动特性,提出并研究可减小压脚驱动块和压脚之间的冲击的非圆齿轮传动的针杆驱动机构。通过理论分析和试验验证的方式对新针杆驱动机构进行了运动学特性的研究,并对机构的杆长等设计参数用遗传算法进行优化,得到更加平稳变化的传动比。本文主要的研究内容和结果如下:1).对原有绣花机头针杆驱动机构与压脚驱动机构进行运动学研究,分析压脚与压脚驱动块接触时速度特性。在符合针杆行程要求和考虑接触过程压脚驱动块速度的前提下,进行针杆运动运动特性曲线的设计。提出一种利用非圆齿轮连杆组合传动的新型针杆驱动机构来实现压脚和针杆的预定运动特性,以达到消除或减弱冲击的效果。2).建立新型针杆驱动机构的反向计算模型,计算并获得非圆齿轮的传动比与节曲线。采用多项式函数进行传动比曲线拼接的方法消除逆向计算所得传动比曲线的局部尖点现象。建立以非圆齿轮传动比标准差为目标,以针杆机构杆长、速度重合区间长度等为设计参数,以机壳的尺寸限制为约束条件的优化模型,并利用Matlab遗传算法工具包,实现非圆齿轮节曲线圆度的优化,通过优化使传动比标准差由0.432变为了 0.2012。3).建立凸轮连杆驱动压脚机构的运动学模型,依据压脚位移特性曲线进行了凸轮廓线计算。根据挑线杆的运动要求确定凸轮连杆的挑线机构的相关参数。并开展了压脚机构和挑线机构的结构设计。4).开展了机头及针杆架上的整体部件的三维设计,利用虚拟样机的仿真求得针杆驱动块和压脚驱动块的运动特性,符合原太的设计要求。最后进行实物加工,将绣花机头和针杆架安装到实验机架上。通过高速摄像技术进行运动拍摄,进一步验证了针杆驱动块的运动特性符合预定设计要求。