细纱机锭子在Solidworks中建模与虚拟装配探究

杨剑宇

（内蒙古工业大学 轻工与纺织学院，内蒙古 呼和浩特 010080）

细纱机锭子在Solidworks中建模与虚拟装配探究

杨剑宇

（内蒙古工业大学 轻工与纺织学院，内蒙古 呼和浩特 010080）

细纱机锭子是细纱机上加捻卷绕的主要部件之一，细纱锭子的设计水平与生产质量会对相应工序的生产能力及纱线的质量产生直接的影响。通过探讨细纱机锭子在Solid works中建模与虚拟装配的整个过程，为优化细纱机锭子的结构设计，提高产品质量提供了一种易于掌握又切实可行的方法。

Solid works；细纱机锭子；建模；虚拟装配

环锭纺纱是纺织业中发展时间长、应用广泛的一种机械纺纱技术。在环锭细纱机上，锭子是实现加捻、卷绕的关键部件，通常是由锭盘、锭杆、锭脚、锭子轴承等组成。细纱锭子的质量直接对相应工序的生产能力及纱线的质量产生重大影响。

虚拟装配是通过CAD/CAM软件进行零件的三维建模，并在软件虚拟的特定空间里对各零件模型进行模拟装配与干涉分析等操作，用以实现产品的可视化设计。通过虚拟装配，可以有效检验产品的装配设计是否正确合理、是否达到了预期的技术要求，也便于尽早发现装配中的问题，进而可及时对设计模型进行相应的调整和改进。由于虚拟装配技术是通过软件的建模和装配等过程来实现的，并不会生产出真实的产品，因此能在很大程度上节约设计开发的成本、缩短设计开发的周期，并能最大限度的发现和解决产品在实际生产与装配过程中所能出现的各种问题，大大减少了不应有的设计失误和产品损失。

SolidWorks软件是制造业里常用的CAD/CAM软件，可以快速便捷地实现复杂三维零件的实体造型、复杂装配和运动仿真等功能。以下结合细纱机锭子的设计,探讨了细纱机锭子在SolidWorks里的建模与虚拟装配过程。

1 锭子的三维实体建模

锭子是细纱机加捻和卷绕的主要机构，主要由锭杆、锭盘等零件和标准件组成，如图1所示。

1.1 锭杆的绘制

锭杆在设计时的关键一点是确定其锥度，国家标准里锥度有1:38、1:64。其计算公式如下：

图1 细纱机锭子结构图

在绘制时，在SolidWorks零件环境中建立4个辅助基准面，分别绘制锭杆不同截面的截面圆，并分别对其进行放样操作。锭尖的绘制采用草绘拉伸的方式。最后创建圆顶、倒角特征。创建后的锭杆三维模型如图2所示。

图2 细纱机锭杆三维模型

1.2 锭脚的绘制

锭脚在SolidWorks中绘制时要注意以下几点:

（1）锭脚的内径要与上轴承座的外径相一致；

（2）孔的深度，在进行装配或工作时保证孔底不会与锭尖发生接触,以避免其损坏；

（3）锭脚需要固定，需要考虑螺纹的长度。

在建模过程中，主要是应用草绘拉伸和拉伸切除功能，最后创建倒圆角特征。建模后的锭脚三维模型如图3所示。

图3 细纱机锭脚三维模型

1.3 锭盘的绘制

在SolidWorks建模时需要注意：锭盘需和锭子、轴承等进行装配，所以要严格遵守尺寸规定。轴颈要有适当弧度，因为其是作为锭子与其它设备相连接的纽带，外部设备通过皮带与轴颈相连接，进而才能带动锭子高速回转。

考虑到锭盘为回转体零件，所以只需对其绘制一半的特征截面。创建一条中心轴线，使用旋转凸台/基体命令，对锭盘进行实体创建。然后通过多次倒角、倒圆角等特征操作来完成锭盘的模型建立。锭盘三维模型如图4所示。

图4 细纱机锭盘三维模型

1.4 轴承的绘制

作为一个标准件，设计轴承时可以直接从Solid-Works标准设计库里面调取。绘制时细纱机锭子选用滚柱轴承。锭子系统的轴承将与轴承座装配在一起。

1.5 上轴承座的绘制

绘制时主要通过旋转凸台/基体命令，对上轴承座进行实体创建。上轴承座绘制完毕后，会与轴承装配在一起。

2 锭子的虚拟装配

通过SolidWorks的虚拟装配技术，可以有效查出各零件的尺寸和各零件间的装配关系是否正确、是否符合设计要求。锭子各个部分的装配主要分为：锭杆与锭盘的装配、轴承与上轴承座的装配以及轴承与锭脚的装配。应用虚拟装配技术，可以将各个零件及其装配的参数关联在一起。当某个零件的特征参数发生改变时,整体的装配关系可以实现自动更新。

2.1锭杆与锭盘的装配

锭杆与锭盘装配体的配合主要是通过锭杆与锭盘间使用重合约束实现的。锭杆与锭盘的配合如图5所示。

图5 锭杆与锭盘的配合

2.2 轴承与上轴承座的装配

轴承与上轴承座的装配方法是在绘制上轴承座后，通过智能配合命令，轴承会自动修改大小并与锭轴座配合在一起。轴承与上轴承座的配合如图6所示。

图6 轴承与上轴承座的配合

2.3 轴承与锭脚的装配

轴承与锭脚的配合主要是通过应用两次同心约束、一次距离约束和一次平行约束来实现的。轴承与锭脚的配合如图7所示。

图7 轴承与锭脚的配合

2.4 锭子整体装配

将锭杆与锭盘的装配体、轴承与上轴承座的装配体和轴承与锭脚的装配体利用同心、距离等约束装配在一起，最终完成了锭子的整体装配。锭子整体装配如图8所示。

图8 锭子整体的配合

2.5 干涉检查及解决方法

在装配中，如果各零部件的设计尺寸不正确、装配位置不合理，很有可能会导致最终的装配体发生干涉现象，所以需要在装配完成后进行干涉检查。本装配体在Solidworks中进行干涉检查时，发现锭杆与轴承连接处发生了干涉，如图9所示。经检查，发现轴承选择不合理。通过更换轴承型号，顺利解决了问题，在而后的运动仿真中装配体未出现干涉问题。

图9 干涉检查

3 结束语

本文探讨了细纱机锭子在Solidworks里建模与虚拟装配的过程及方法，通过对细纱机锭子部件进行三维建模，并进行装配及干涉检查，可以查出各零件的尺寸和各零件间装配关系的正确性与合理性。采用这种建模后进行虚拟装配的方法，为优化细纱机锭子的结构设计，提升设计人员的工作效率提供了一种可以借鉴的思路与方法。

[1]DSSolidWorks公司.《SolidWorks零件与装配体教程》[M].机械工业出版社,2013.

[2]赵 罘，龚堰珏，张云杰.SolidWorks2009从入门到精通[M].北京：北京希望电子出版社,2009.

Spinning Spindles in Solidworks Modeling and VirtualAssembly Inquiry

YANG Jian-yu
（InnerMongolia University of Technology Institute of Light Industry and Textile Hohhot in InnerMongolia，Hohhot010080，China）

The ring spinning spindle is one of themain components of twisting winding on spinning frame,spinning spindle design level and production quality will be the production ability of the corresponding process and directly influence the quality of yarn.This paper discusses spinning frame spindle in Solidworksmodeling and virtualassembly of the entire process,in order to optimize the frame structure design of spindle,improve the quality of products，and providesan easy and feasibleway.

Solidworks；ring spinning spindle；modeling；virtualassembly

TS103

B

1672-545X（2014）04-0132-02

2014-01-03

杨剑宇（1991—），男，工学学士，研究方向：纺织机械、计算机辅助设计与制造。