⑴ 布线装置的相关资料
概述
由于当今世界发展迅速，生活节奏日益增快。为了保持社会发展速度，更好的服务于人类，必须解放更多的生产力。实现社会的机械化、自动化是现在最好的解决方法，机械化、自动化应该是各个行业的全社会的机械化和自动化。布线装置就是为了使纺织类企业实现线轴卷线的机械化和自动化而设计的一种装置。
布线装置是一种机械自动化的机器。它能在线轴卷线时使得纤维在线轴上均匀缜密的卷绕。
一、分析布线装置应具有的功能
1、布线装置需实现的功能
布线装置的总功能应使纤维最大可能地在线轴宽度上均匀的卷绕。并使一根纤维按一定的规律的均匀的在线轴上卷绕。
装置的功能应具有使卷绕在线轴上纤维美观、缜密、结实。
2、布线装置的功能分析
主要功能
应是线轴的外表面总是和布线装置的空间无限接近，而不依赖于实际的线轴直径。
纤维以近似常数的速度 在X方向上引导，纤维绕至线轴两端时布线运动必须换向，此时制动和加速运动必须尽可能的小。
控制功能
控制功能是机械装置实现自动化的灵魂，布线装置的控制功能应该实现布线运动的连续和自动循环。控制可分为机械控制和人工控制，当两者以有机的结合在一起时布线装置才能正常、连续的工作。
以上功能相互配合，共同实现布线装置的总功能。
二、装置功能原理的设计
一部机器的质量基本上决定于设计的质量。制造过程对机器质量所起的作用，本质上就在于实现设计时所规定的质量。因此，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。功能原理设计的重点在于提出创新构思，它是对产品的成败起决定性的作用的工作。一个好的功能原理设计应该既有创新构思，又应同时考虑其市场竞争潜力。因为脱离市场需求的盲目创新是没有意义的。
1、线轴的外表面总是和布线装置的空间无限接近，而不依赖于实际的线轴直径。此功能可分解成
1）、发生竖直轨迹的子功能。
2）、竖直轨迹生成时，于其它机构相配合的控制子功能。
实现子功能的机构选择
（1）、曲柄滑块机构。如图1 a、b所示，a图为无偏距的对心曲柄滑块机构，b图为具有偏距e的偏置曲柄滑块机构。优点结构简单、制造方便、容易达到设计要求。但不易实现自动化需要人工控制。
（2）、直动滑杆机构。如图2所示，它是一个四杆机构。优点容易得到精确的直线轨迹，制造简单。但动力提供不方便，同时也不容易实现自动化。
（3）、椭圆机构。如图3所示，所生成的轨迹近似于直线。优点结构简单、制造方便、容易控制，可实现自动化。但形成的直线轨迹不太精确。
（4）、凸轮直动推杆机构。如图4 a、b所示，a图为对心盘状直动推杆机构，b图为偏心为e的盘状凸轮直动推杆机构。优点机构简单、动力提供方便。但制造困难，成本较高。
竖直轨迹生成的控制机构
在以上4种实现竖直轨迹的机构中易实现自动化的只有3、4两种机构，但由于4机构的凸轮机构的外轮廓设计复杂，凸轮制造生产困难。3机构形成的轨迹不太精确。综合考虑，我选择3机构的原理来实现此功能。
3机构的优化设计如右图所示1杆的向
下运动由线轴的推力来实现，复位由弹簧5
的弹力来实现。4构件采用轮子而不用滑块
是为了尽可能的减少摩擦力，弹簧5提供的
能量能使1构件完全的回到原来的位置。弹
簧5的选择应是1构件在原位置时使弹簧5有一定的压缩量，但这个压缩量不宜过大。
1构件依靠线轴提供的推力向下运动，其顶端可
设计如右图所示，两个滚子中间由一根伸出来的细针，
针的顶端有一小孔可使纤维通过，细针要有大的刚度
不能受力弯曲，长度应略低于滚子。由于纤维有弹性，
根据经验h可取4mm。滚子的直径也不宜过大，由于
滚子直接与纤维接触，并且两者之间存在力的作用，
所以滚子的材料用合成的高分子有机物或橡胶比较好。
滚子的表面粗糙度要低，表面必须光滑。否则会使线
轴卷绕的纤维断裂，对产品的有很大的影响。
2、纤维以近似常数的速度 在X方向上引导，纤维绕至线轴两端时布线运动必须换向，此时制动和加速运动必须尽可能的小。
轨迹生成机构的选择
（1）、圆柱凸轮机构。如图5所示，它是一个移动从动件圆柱凸轮机构，它可实现将回转运动转换为按一定规律进行的大行程往复运动。优点运动规律稳定，换向时波动小。但制造生产困难。
（2）、凸轮机构与摇杆滑块机构的组合。如图6所示，它是摆动从动件盘状凸轮机构与摇杆滑块机构的组合。优点结构简单，成本叫上一种较低。但动力提供不易。
为使机构最简单，传动链最短。从原动件到执行件之间，机构数量应尽量的少，从主动件到从动件的运动链应尽可能短，运动副数目要尽量少，这样不仅可以减少制造和装配的困难，减轻质量、缩小尺寸、降低 成本，而且还可以减少机构的积累运动误差，提高机器的效率和工作的可靠性。
使机构有尽可能好的动力性能。在x方向上的运动应该使高速的，所以在这个机构中，为了使动载荷最小，选用机构时要尽量的使其对称。对机构或回转构件进行平衡，使其质量分布合理，对于传动力的机构则要尽量增大机构的传动角，以防止机构自锁，增大机器的传动效率，减少原动机的功率及其损耗。
综合以上因素，选择移动从动件圆柱凸轮机构。
圆柱凸轮的设计
已知运动速度 线轴宽度b
圆柱凸轮的长度L应稍大于线轴宽度b，根据经验取L=b+20 mm
圆柱凸轮的轮槽直径d，根据物理关系，建立以下等式
经过化简得圆柱图轮的轮槽的直径
圆柱凸轮的旋转频率 f1与f相同，故可算得圆柱凸轮的转速
由此可以设计出圆柱凸轮的结构，但圆柱凸轮轮槽的轮廓曲线十分复杂，必须经过大量的计算才可以设计出符合机构运动轨迹的轮廓曲线。
凸轮机构是整个布线装置的原动件，必须由外界提供动力。根据圆柱凸轮的转速来选择电动机的型号，如果没有相匹配的电动机，则需要为此专门设计一款减速器或通过合适链轮、V带轮的传动比来实现圆柱凸轮的旋转。
3、控制功能原理的实现简述
机构3由机构本身存在弹簧，可以实现机械控制，不再需要人为地控制或加电子控制。
圆柱凸轮机构使原动件，与减速器连接或直接与电动机相连。它的控制可有电动机的控制来实现。电动机的控制只需在电动机电路中接入控制电路即可实现，在这里我们选择电动机连续运转的互锁控制电路。
三、实现产品的实用化、商业化
在世界性的经济竞争中，真正的战场使市场，要占领市场就要有具有竞争力的产品，有竞争力的产品是在几个方面体现的。首先是产品功能原理的新颖性，这是竞争的核心因素。其次是产品技术性能的先进性，优良的技术性能是产品竞争力的基础要素。为适应市场需求，迎合顾客心理，提高产品的吸引力，还必须具备产品的竞争力的心理要素。布线装置是面向纺织类企业的产品，功能原理并不是很新颖，但结构简单、控制方便、外观美观、噪音小，同时满足生产要求。
布线装置是为了解决纺织类企业生产线轴而设计的。它能使企业减少人力的浪费，提高生产效率。单个的布线装置对大型化企业的生产来说，起不到什么有利的地方。但当布线装置成组的出现在现在纺织类工厂里时，不仅可以节省人力和财力同时还可以提高效率。成组的布线装置是5个、10个或20个布线装置由一个电动机通过联轴器来提供动力在同一生产线同时作业的机器。
四、装配
装配是每一个机构和机器都需要的进行的，装配精度的高低直接影响着机构和机器的工作效率，甚至是使机构和机器不能正常工作。
布线装置是一种比较精密的机构，它的装配要有较高的精度。尤其是滚子和细针的安装不能有任何的误差，否则线轴卷绕的纤维会有误差，从而影响产品的质量。
总装配示意图见附录
小结
机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。人们所以要广泛使用机器是由于机器既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能较人工生产改进的质量，能够大大提高劳动生产率和改善劳动条件。同时，不论是集中进行的大量生产还是多品种、小批量生产，都只有使用机器才便于实现产品的标准化、系列化和通用化，实现产品的高度机械化、电气化和自动化。因此，布线装置就是为了纺织类企业的机械化和自动化而设计的。
参考文献
机械原理第七版 高等教育出版社 主编 孙恒 陈作模
机械设计第八版 高等教育出版社 主编 濮良贵 纪名刚
机械设计学第三版 机械工业出版社 主编 高志 陈祝林
附录 图请于新疆农业大学 2#233 联系