1.打手机构设计

按此布置：（四）金属针布设计梳棉机、精梳机主要采用金属针布作为梳理元件。优点：对纤维穿刺和握持能力强，有利于纤维分梳和转移。缺
点：齿隙不能存储短纤维，易产生飞花，需要吸尘。齿形要素和作用工作角α的设计设：齿尖部分纤维在运动中所受力为
F(梳理力、空气阻力、离心力、纤维间的弹性力等的合力)与齿尖速度方向夹角为θ，纤维下沉力FT，正压力FN，那么，齿
尖受力为：上式表明：当并在一定时，工作角
越大，则下沉分离越小，反之越小，则下沉分力越大。纤维保持在工作面上，既不下沉也不滑出的条件是：即（
）构成的夹角在摩擦角内。根据上两式整理可得：如
，则得：或如
，则得：或故得因为
值较大（15~22°），所以实际范围也很大，故需根据实际工作条件来确定。锡林锯齿的
工作角应稍许偏大，使纤维不易沉入齿根。但值过大将导致握持纤维能力降低，锡林工作角在6
0~80°范围内选定。道夫锯齿的主要作用是凝聚纤维，工作角在60~65°范围内选定。第
一章机器概念机器是一种设备，从外界输入能量，同时向外输出能量或做机械功，机器分为：动力机器：发动机、汽轮机等（能量形
式的转换）工艺机器：切削机床、食品机器、纺织机器、轻工机器、工程机械等（机械工凝聚在工件上，表现为工件形状和结构的改变以及输送）
。机器的组成工作机构：完成工艺职能传动机构：输送能量和传递运动动力机构：产生动
力控制机构：协调各机构按预定工艺工作机器设计完成机器组成的零件和部件图纸，加工制造和装配部门使用。设计步骤：制定设计任务书
（设计依据、技术参数、使用要求、经济效益）初步设计（选用合适的工作机构、合理的布局、有效的传动机构）技术设计（经过分析比较、计
算、校核，确定零件结构）绘制工程图，编制技术说明书。部件和零件计算内容满足强刚度要求满足工艺要求本课程
主要讲述纺织机械设计原理，纺织机械一些典型机构的原理设计，而非具体结构设计。是机器设计中的一个重要过程。第一章打手设计（一
）抓棉打手、角钉打手抓棉打手由许多具有特定形状的刀片组成。直行抓包机（录像、动画）环行抓包机刀片结构参数：α—前角
β—楔角γ—后角设计要求：抓棉区内，要求刀片能抓取棉块；抓棉区外，要求刀片能甩出棉块。取一块被刀片抓取质量为m的
棉块为对象。设：打手转速为ω；打手移动线速度为V棉块离打手轴心半径距离为r棉块速度为：棉块加速度：Δt为
棉块由静止被加速到a的时间刀片参数设计棉块离心力为：刀片与棉块之间正压力为：N刀片与棉块之间的摩擦角为：φ刀片对棉块
的摩擦力为：棉层对棉块的阻力为F，它与打手圆周切线的夹角为θ棉块切向惯性力：方法一：分别按刀片在抓棉区和走出抓棉区考虑
抓棉区内刀片托持棉块不甩出的条件是：棉块沿刀片面上滑出力<滑进力得出刀片上的棉块受力分解：
消去N得：整理得：为正
可以为零
可以为负2.刀片走出抓棉区参数设计
刀片走出抓棉区，要求棉块能顺利甩出刀片条件是：棉块沿刀片面上滑出力>滑进力设F----棉块所受空气阻
力，垂直于半径线。进行力的分解：①②对①②式整理得：由于F远小于C，故可略去F，则方法二：刀片托持棉块既不内移也不
甩出抓棉区棉块受力分析抓棉时，刀片托持棉块既不内移也不甩出的力学条件：①②若不计棉层阻力F，从上两式可解出：
方法二：刀片托持棉块既不内移也不甩出式中取正号时可解出：取负号时可解出：
故：式中：为了提高抓棉效率
，常取前角α为较大正值，使α接近于ε+φ值。α为正时，可将F看作与P同向的力，即θ=0，于是方程①可化为：两式相除
，并设，则得:为了计算，考虑将一块棉块从棉层中分离
并带出抓棉区时，打手克服阻力所作的功为：若抓棉机生产效率为G，则单位时间抓取的棉块数为
。设打手电机的功率消耗为Q，传动系统的效率为η，则有：故：设计时，可近似以电机额定功率W为依据，由于
，可以W替代。（二）豪猪打手设计豪猪式开棉机豪猪打手在原棉受握持状态下开松原
棉，清除原棉杂质。（二）豪猪打手设计豪猪打手由许多矩形刀片组成。打手轴上装有一系列钢盘，每个钢盘圆周上均匀铆有12把6mm厚
,30mm宽的刀片，刀片工作端偏离盘面轴向距离各不相同，使相继两次打击点均匀错开。豪猪打手工艺设计要求：
打手回转一周时，各刀片在棉层宽度上应无重复，无间断地打击一次。也即刀片投影到给棉罗拉轴线上应成连续的一排。
刀片排列方式1.单头螺旋线①相邻两把刀片对于2倍刀片厚度的棉层连续打击2次，实质上等于1次；②可能产生轴向气流，影响棉块在打
手室内横向的均匀性。2.双头螺旋线对于2倍刀片厚度的棉层，隔半圈打击1次，开棉效果好。但仍有轴向气流，打手须经动平衡校验
。3.人字形排列各刀片对于底盘中心线按对称排列分布（静平衡要求）。打手动平衡好，适于高速转动，刀片作用次序错开，消除了轴向气
流。实际结构设计时，刀片作用有重叠，因为底盘上12把刀片错开宽度为54mm，而每把刀片厚度为6mm，12×6=72mm。重叠系数
：单头螺旋线 单头螺旋线人字排列
豪猪打手刀片打击点分布（三）综合打手翼片打手：是横跨于整个棉层工作区宽度，具
有一定刀口角度的刀片，利用它打击力大的特点能有效除杂梳针打手：的工作件是植有很多梳针的弧形针板。梳针能刺入棉层内部，进行分割、撕
扯和梳理，使棉层得到充分开松，纤维损伤少但打击力小，排杂能力弱。综合打手：“翼片打手”与“梳针打手”的组合。梳针设计要求
（1）梳针倾角αα角根据梳针在抓取棉束后能将将棉束甩向尘格的条件来设计。分析方法与打手刀片类似。一般α=20°。（2）梳针布
置梳针尖端到打手轴线的距离从前排到后排逐渐增大，这样有利于梳针逐排深入刺进棉层，并使各排梳针能均匀地抓取棉束。（3）梳针密度
密度高，梳针多，开松能力强，有利于改善棉卷不匀。但梳针过密，反而不易刺进棉层内。每翼梳针数m可由下式确定：式中：Q----
喂棉量（kg/min）ω----每针平均抓棉量（约1.6~2mg）n----打手转
速（r/min）Z----打手翼数（4）梳针排列为保证棉层在横向宽度上能均匀受到梳针的梳理，多采用螺旋
线排列。设d为梳针直径，c为螺旋头数，L为打手工作宽度，可近似得：通常取每翼梳针排列为三头螺旋线，则在同一棉层，在每翼打手作用
时间内，棉层可受到三次梳理。梳针排列示意图螺旋线导角的确定为保证棉层在横向方向上都能受到梳理，则螺旋线上最大针距t、相邻螺旋线间的距离T和螺旋线导程角α之间应满足如下关系：可见：α大时，应取较小的t和较大T。考虑到梳理均匀和针板强度，梳针应能可能均匀分布，即梳针按正方形网格分布。