一种旋转变速机构及具有该机构的纺织开口装置
技术领域
本实用新型涉及纺织设备技术领域，具体地说，是一种应用于纺织开口机构的旋转变速机构。
背景技术
织造是一种将经、纬纱线在织机上相互交织成织物的工艺过程。织造过程中，有效开口时间是重要工艺参数,对织机能否正常运行及织物物理性能有较大影响。这里所说的有效开口时间是指开口高度大于最小有效开口的时间范围。最小有效开口是指能够满足织造的最小开口高度，最小有效开口根据织机和织造品种有所不同。
目前，用于织造的常见开口机构有有凸轮开口、多臂机和提花机三种。开口装置在用于宽幅织机时，由于宽幅织机需要的引纬时间长，有效开口时间难以满足宽幅织机引纬的需要，常规的做法就是将最大开口高度加大，以获得有效开口时间延长。最大开口高度的加大，在织造过程中会使经纱在开口最大时受到的拉力变大、经纱张力变化加大、开口装置的负载变大等一系列不利于织造的因素，更不利于高速织造。
因此，公开一种旋转变速机构，作为纺织开口装置的驱动机构，对于延长有效开口时间具有非常积极重要的意义。
发明内容
本实用新型旨在提供一种旋转变速机构以及具有该机构的纺织开口装置。所述的旋转变速机构用于驱动纺织开口装置，可以延长有效开口时间，以满足宽幅织机引纬的需要，同时更加适用于高速织造。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种旋转变速机构，特殊之处在于，其结构包括：
用以对其他构件提供支撑及安装基础的固定座、固连于固定座上的共轭凸轮、提供初始转速及扭矩的输入轴、用以输出最终转速及扭矩的输出轴；以及配置于所述输入轴和输出轴之间的从动件、共轭啮合部和控制臂；
其中，所述从动件用以传递来自输入轴的扭矩，其通过转动副一与输入轴相连，且所述转动副一的转动轴线与输入轴的轴心平行；
所述共轭啮合部设有两个，一体成形或安装于从动件的预定位置，分别与共轭凸轮的两个凸轮曲面共轭啮合；
所述控制臂联动于从动件与输出轴之间，其一端与从动件转动连接，另一端与输出轴转动连接，用以接收从动件的转动扭矩并将其传递给输出轴。
所述固定座具有固定座中心轴孔，共轭凸轮具有旋转中心轴孔，所述输出轴依次贯穿并转动安装于共轭凸轮和固定座的中心轴孔内。
所述变速机构还包括与所述固定座配套的壳体，所述壳体和固定座固连，所述壳体开设有壳体中心轴孔，所述输入轴贯穿并转动安装于所述壳体中心轴孔内。
所述输入轴与输出轴同心，且二者之间通过无约束关系的转动副连接。
所述输入轴包括贯穿并延伸至壳体外部的输入轴端以及位于所述壳体内的联动配合端，所述联动端包括呈一体结构或多构件固联且相互平行的两个盘体，两盘体上各开设有一个输入轴孔，两个输入轴孔的轴心与输入轴的轴心平行；所述从动件设有两个从动件转轴，所述两个从动件转轴的轴心重合且与输入轴的轴心平行，通过两个从动件转轴以及两个输入轴孔，构成了输入轴与从动件之间的转动配合关系，即所述的转动副一。
所述共轭凸轮由凸轮盘一和凸轮盘二组合而成，所述凸轮盘一和凸轮盘二的凸轮曲面分别与从动件上的共轭啮合部共轭约束。
所述共轭啮合部设计为从动件的一部分，或者采用单独的构件与从动件固连在一起；
所述共轭啮合部的结构形式采用与共轭凸轮曲面形成滑动摩擦的两个曲面结构，或者采用与共轭凸轮曲面形成滚动摩擦的两个滚轮结构。
所述控制臂用于建立从动件与输出轴之间力的传递及约束关系，其实现方式采用连杆结构或者拨叉结构；
所述连杆结构包括一连杆，所述连杆的一端与从动件转动连接，所述连杆的另一端与输出轴转动连接；
所述拨叉结构包括固定于从动件上的拨叉，以及安装于输出轴上的滑块，所述滑块配合于拨叉开设的叉槽内。
一种纺织开口装置，其特殊之处在于，采用上述结构的旋转变速机构。
输入轴匀速旋转，带动其上的从动件绕共轭凸轮运动，通过控制臂将输入轴的旋转传递到输出轴上，从动件根据共轭凸轮的形状绕自身转轴运动，并通过控制臂将自身的运动叠加到输出轴的旋转运动上，当输入轴的旋转方向与从动件绕自身转轴运动并通多连杆导致的输出轴产生的运动方向相同时，输出轴旋转速度大于输入轴，反之小于输入轴。
输出轴的转动速度变化是输入轴的匀速转动和共轭凸轮系统不断调整输入轴和输出轴相对角度共用作用的结果。所述输出轴的运动变化规律取决于由共轭凸轮和从动件构成的共轭凸轮系统的运动规律，所述共轭凸轮系统的设计参数根据实际需要进行设计。
本实用新型的一种旋转变速机构，由共轭凸轮和从动件构成共轭凸轮系统，从动件跟随输入轴运动，并根据共轭凸轮的形状绕自身转轴运动，最终根据从动件和输入轴的约束关系将力和扭矩传递给输出轴。通过共轭凸轮系统连接并调整输入轴和输出轴的相对角度，实现了输入轴匀速旋转时输出轴变速旋转，即输入轴匀速转动一周，输出轴的速度在这一周内不断变化。将本实用新型的旋转变速机构用于驱动纺织机开口装置，可以延长有效开口时间，弥补开口装置配合宽幅织机有效开口时间不足的缺陷。
附图说明
图1：实施例一的旋转变速机构结构示意图(控制臂为连杆结构)；
图2：实施例二的旋转变速机构结构示意图(共轭啮合部为滚轮结构)；
图3：实施例三的旋转变速机构结构示意图(控制臂为拨叉结构)；
图4：实施例四的旋转变速机构结构示意图(两组共轭凸轮，两组从动件)；
图5：实施例五的旋转变速机构结构示意图(一组共轭凸轮，两组从动件)；
在图中，在图中，1、输入轴，11、输入轴孔，12、盘体，2、输出轴，21、输出轴孔，3、共轭凸轮，31、凸轮盘一，32、凸轮盘二，33、转动中心轴孔，34、安装螺孔一，4、从动件，4a、从动件一，4a1、从动件转轴一，4a5、拨叉一，4b、从动件二，4b1、从动件转轴二，4b5、拨叉二，41、从动件转轴，42、连杆轴，43、曲面一，44、曲面二，45、拨叉，5、连杆，51、连杆孔一，52、连杆孔二，6、固定座，61、固定座中心轴孔，62、安装螺孔二，63、连接孔一，7、壳体，71、壳体中心轴孔，72、连接孔二，73、注油孔，74、放油孔，75、油镜安装孔8、滚轮，5a、滑块，5a1、滑块安装孔。
具体实施方式
下面结合附图给出本实用新型的几种具体结构的实施方式，以使本领域技术人员对本实用新型的结构组成、设计原理及操作过程作进一步详细说明。应当理解，以下实施例仅为充分说明本实用新型技术方案而选择的相对优化的实施方式，不得作为对本实用新型保护范围的限制。
实施例一
本实施例公开的是一种主要通过连杆结构实现的旋转变速机构，其主要零部件包括：输入轴1、输出轴2、共轭凸轮3、从动件4、连杆5、固定座6、壳体7。其中，所述的共轭凸轮3、从动件4、连杆5和固定座6安装于由固定座6和壳体7组配形成的壳内腔；所述壳体7开有壳体中心轴孔71,固定座6开设有固定座中心轴孔61，所述输入轴1和输出轴2通过其各自的轴端分别与壳体7和固定座6开设的中心轴孔转动副连接。
以下分别对各部件的具体结构进行详细描述：
所述输入轴1用于接受外部初始转速及扭矩，其结构包括贯穿并延伸至壳体7外部的输入轴端以及位于所述壳体7内的联动配合端，所述联动端包括呈一体结构且相互平行的两个盘体12，在两个盘体12上分别对应开设有输入轴孔11，两个输入轴孔11的轴心与输入轴1的轴心相互平行，所述的输入轴孔11用于转动连接从动件4。
所述从动件4通过转动副与输入轴1联动配合，其结构包括两个从动件转轴41，所述从动件转轴41转动安装于所述输入轴1的两个输入轴孔11内部；所述从动件4预定位置设有曲面一43和曲面二44，且通过两个曲面结构实现与共轭凸轮3的配合，两个曲面结构分别与共轭凸轮3两个凸轮盘的凸轮曲面摩擦配合，形成共轭约束关系；所述从动件4与所述输出轴2之间设有连杆5。
所述连杆5具有连杆孔一51和连杆孔二52，其中的连杆孔一51与从动件4上突设的连杆轴42转动配合，连杆孔二52通过转动副连接输出轴2上预留的输出轴孔21。
所述共轭凸轮3由凸轮盘一31和凸轮盘二32组成，其中具有转动中心轴孔33，以及沿所述转动中心轴孔33外缘开设的安装螺孔一34，固定座6上开设有与安装螺孔一34相匹配的安装螺孔二62,通过所述安装螺孔一34和安装螺孔二62将共轭凸轮3固定连接于固定座6上；凸轮盘一31和凸轮盘二32分别与从动件4上设置的曲面一43和曲面二44共轭约束。
输出轴2用于将变速后的最终转速及扭矩向外输出，其一端与输入轴1转动副连接且通过从动件4和连杆5与输入轴1的联动端相互配合，另一端依次贯穿共轭凸轮3的旋转中心轴孔33和固定座6的固定座中心轴孔61并最终延伸至固定座6的外部。
所述固定座6与所述壳体7之间的装配关系为：在固定座6的外围周向布设一圈固定座连接孔63，在壳体7的外围周向对应布设一圈壳体连接孔72，通过连接件将对应的两个连接孔把接在一起。
所述壳体7除了具有用以贯通输入轴1的壳体中心轴孔71之外，还设有注油孔73、放油孔74和油镜安装孔75。
本实施例的旋转变速机构，其动作过程如下：
当输入轴1在外力作用下匀速转动时，机构中的共轭凸轮3因与固定座6的固定关系而固定不动，此时由于从动件4与输入轴1的转动关系，输入轴1的转动扭矩会传递给从动件4，使从动件4产生一个既定方向的运动趋势；又由于从动件4上的两个曲面结构与共轭凸轮3之间的共轭啮合关系，从动件4最终是在输入轴1和共轭凸轮3的共同作用下绕其自身轴心转动，连杆5因同时联动于从动件4和输出轴2，因此当从动件4转动时，连杆5会拖动输出轴2完成转动。当输入轴1的旋转方向与从动件4绕自身转轴运动并通过多连杆导致的输出轴2产生的运动方向相同时，输出轴旋转速度大小输入轴，反之小于输入轴。
实施例二
本实施例的旋转变速机构，是以实施例一为基础，在从动件4上设置有轴承类构件替代从动件4上的两个曲面结构。其主要零部件包括：固定座6、壳体7、输入轴1、输出轴2、共轭凸轮3、从动件4和连杆5。
具体的装配结构如下：
壳体7和固定座6用以组配形成整个机构的支撑架体，壳体7分别开设有壳体中心轴孔71、连接孔二72、注油孔73、放油孔74和油镜安装孔75；固定座6上分别设有固定座中心轴孔61，安装螺孔二62和连接孔一63，其中固定座中心轴孔61和壳体中心轴孔71的中心线在同一直线上。连接孔一63和连接孔二72对称设置并通过两孔将固定座6和壳体7固连在一起。
输入轴1提供初始转速及扭矩，其结构包括输入轴端和联动配合端，其中的输入轴端贯穿并与壳体7的壳体中心轴孔61转动副连接；向外延伸至壳体7外部用以承接外部扭矩，向内与联动配合端固连；所述联动配合端包括呈一体结构且相互平行的两个盘体12，在两个盘体12上各开设有一个输入轴孔11,两个输入轴孔的轴心重合且与输入轴轴心平行，两个输入轴孔11用于转动连接从动件4。
所述从动件4包括两个从动件转轴41、一个连杆轴42和两个滚轮8，从动件4通过两个从动件转轴41与输入轴1上的两个输入轴孔11转动副连接；以此实现输入轴1与从动件4之间的转动配合关系。
所述连杆5具有连杆孔一51和连杆孔二52，其一端通过连杆孔一51与从动件4上的连杆轴42转动配合，另一端通过连杆孔二52与输出轴2预留的输出轴孔21相配合，两孔之间加装转动销或轴承即可实现转动连接。
所述共轭凸轮3由凸轮盘一31和凸轮盘二32组成，其具有转动中心轴孔33以及在凸轮盘体端面开设的安装螺孔一34；所述转动中心轴孔33与输入轴1的轴心同轴；通过连接共轭凸轮3的安装螺孔一34和固定座6的安装螺孔二62，将共轭凸轮3固定安装在固定座6内侧；凸轮盘一31和凸轮盘二32分别与从动件4上设置的两个滚轮8共轭约束。
输出轴2用以输出最终转速及扭矩，其结构包括输出轴端和联动配合端，所述输出轴端贯穿并与固定座6的固定座中心轴孔61转动副连接，向外延伸至固定座6的外部用以输出扭矩，向内与从动件4和连杆5联动配合；所述输出轴2与输入轴1之间为相互无约束关系的转动连接。
本实施例的旋转变速机构，其动作过程如下：
当输入轴1在外力作用下匀速转动时，机构中的共轭凸轮3因与固定座6的固定关系而固定不动，此时由于从动件4与输入轴1的转动关系，输入轴1的转动扭矩会传递给从动件4，使从动件4产生一个既定方向的运动趋势；又由于从动件4上的两个滚轮8与共轭凸轮3之间的共轭啮合关系，从动件4最终是在输入轴1和共轭凸轮3的共同作用下绕其自身轴心转动，因连杆5同时联动于从动件4和输出轴2，因此当从动件4转动时，连杆5会拖动输出轴2完成转动。
实施例三
本实施例的一种旋转变速机构，是在实施例二的基础上，取消连杆5、在从动件4上设置拨叉结构，在输出轴2上增加滑块5a，并将滑块5a置于从动件4的拨叉内。主要零部件包括：输入轴1，输出轴2，共轭凸轮3，从动件4，滑块5a，固定座6，壳体7，滚轮8。
具体的装配关系如下：
壳体7和固定座6用以组配形成整个机构的支撑架体，壳体7分别开设有壳体中心轴孔71、连接孔二72、注油孔73、放油孔74和油镜安装孔75；固定座6上分别设有固定座中心轴孔61，安装螺孔二62和连接孔一63，其中固定座中心轴孔61和壳体中心轴孔71的中心线在同一直线上。连接孔一63和连接孔二72对称设置并通过两孔将固定座6和壳体7固连在一起。
输入轴1提供初始转速及扭矩，其结构包括输入轴端和联动配合端，其中的输入轴端贯穿并与壳体7的壳体中心轴孔61转动副连接；向外延伸至壳体7外部用以承接外部扭矩，向内与联动配合端固连；所述联动配合端包括呈一体结构且相互平行的两个盘体12，在两个盘体12上分别对应开设有输入轴孔11，两个输入轴孔11用于转动连接从动件4。
所述从动件4包括两个从动件转轴41、一个拨叉45和两个滚轮8，从动件4通过两个从动件转轴41与输入轴1上的两个输入轴孔11转动副连接；以此实现输入轴1与从动件4之间的转动配合关系。
所述从动件4与所述输出轴2之间通过拨叉结构实现联动关系，具体结构为在所述从动件4上安装一带有叉槽的拨叉45，在所述输出轴2上通过转动副安装有一滑块5a，所述滑块5a置于所述拨叉45的叉槽内且两侧与拨叉接触配合，通过拨叉45拨动滑块5a实现对输出轴2的驱动控制。所述滑块5a与所述输出轴2之前的转动安装结构是将滑块5a上设置滑块安装孔5a1通过转动副与输出轴2上设置的输出轴孔21连接。
所述共轭凸轮3由凸轮盘一31和凸轮盘二32组成，其具有转动中心轴孔33以及在凸轮盘体端面开设的安装螺孔一34；所述转动中心轴孔33与输入轴1的轴心同轴；通过连接共轭凸轮3的安装螺孔一34和固定座6的安装螺孔二62，将共轭凸轮3固定安装在固定座6内侧；凸轮盘一31和凸轮盘二32分别与从动件4上设置的两个滚轮8共轭约束。
输出轴2用以输出最终转速及扭矩，其结构包括输出轴端和联动配合端，所述输出轴端贯穿并与固定座6的固定座中心轴孔61转动副连接，向外延伸至固定座6的外部用以输出扭矩，向内与从动件4联动配合；所述输出轴2与输入轴1之间为相互无约束关系的转动连接。
本实施例的旋转变速机构，其动作过程如下：
当输入轴1在外力作用下匀速转动时，机构中的共轭凸轮3因与固定座6的固定关系而固定不动，此时由于从动件4与输入轴1的转动关系，输入轴1的转动扭矩会传递给从动件4，使从动件4产生一个既定方向的运动趋势；又由于从动件4上的两个滚轮8与共轭凸轮3之间的共轭啮合关系，从动件4最终是在输入轴1和共轭凸轮3的共同作用下绕其自身轴心转动，从动件4转动的同时拨叉45拨动输出轴2上的滑块5a，由于拨叉45和滑块5a的联动关系，当从动件4转动时，拨叉45带动滑块5a拖动输出轴2完成转动(图4中虚线框中的滑块5a与其左侧的滑块5a互为替代构件)。
实施例四
本实施例以实施例三为基础，设置两组共轭凸轮3a、3b，分别对应两组从动件4a、4b。本实施例的一种旋转变速机构，参考图4，其主要零部件包括：输入轴1，输出轴2，共轭凸轮一3a，共轭凸轮二3b，从动件一4a，从动件二4b，滑块5a，固定座6，壳体7，滚轮8。
具体的零部件之间的配合关系如下：
壳体7和固定座6用以组配形成整个机构的支撑架体，壳体7分别开设有壳体中心轴孔71、连接孔二72、注油孔73、放油孔74和油镜安装孔75；固定座6上分别设有固定座中心轴孔61，安装螺孔二62和连接孔一63，其中固定座中心轴孔61和壳体中心轴孔72的中心线在同一直线上。连接孔一63和连接孔二72对称设置并通过两孔将固定座6和壳体7固连在一起。
输入轴1提供初始转速及扭矩，其结构包括输入轴端和联动配合端，其中的输入轴端贯穿并与壳体7的壳体中心轴孔61转动副连接；向外延伸至壳体7外部用以承接外部扭矩，向内与联动配合端固连；所述联动配合端包括呈一体结构且相互平行的两个盘体12，在两个盘体12的两侧分别对称开设有两组输入轴孔11，两组输入轴孔11的轴心均与输入轴的轴心平行，两组输入轴孔11分别用于转动连接位于输入轴两侧的从动件一4a和从动件二4b。
从动件一4a和从动件二4b分别安装在输入轴1和输出轴2的两侧，其结构相同，所述从动件一4a包括两个从动件转轴一4a1、拨叉一4a5和两个滚轮8；从动件一4a通过两个从动件转轴一4a1与输入轴1一侧的两个输入轴孔11转动副连接；以此实现输入轴1与从动件一4a之间的转动配合关系。所述从动件二4b同样包括两个从动件转轴二4b1、拨叉二4b5和两个滚轮8；从动件二4b通过两个从动件转轴二4b1与输入轴1另一端的两个输入轴孔11转动副连接；以此实现输入轴1与从动件二4b之间的转动配合关系。
所述从动件一4a和从动件二4b与所述输出轴2之间均通过拨叉结构实现联动关系，具体结构为：在所述从动件一4a和所述从动件二4b上各安装一带有叉槽的拨叉一4a5和拨叉二4b5，在所述输出轴2的两侧分别通过转动副安装有一滑块5a，输出轴2两侧的滑块5a分别置于其所对应的拨叉一4a5和拨叉二4b5的叉槽内，且滑块5a的两侧与拨叉接触配合，通过拨叉一4a5和拨叉二4b5拨动各自的滑块5a实现对输出轴2的驱动控制。所述滑块5a与所述输出轴2之前的转动安装结构是将滑块5a上设置滑块安装孔5a1通过转动副与输出轴2上设置的输出轴孔21连接(图4中虚线框中的滑块5a与其左侧的滑块5a互为替代构件)。
共轭凸轮一3a和共轭凸轮二3b之间固连且旋转中心重合，具有同轴的转动中心轴孔33及在凸轮盘体端面开设的安装螺孔一34；通过连接安装螺孔一34和固定座6的安装螺孔二62，将两个共轭凸轮固定安装在固定座6内侧；所述转动中心轴孔33与输入轴1的轴心同轴；所述共轭凸轮一3a由凸轮盘一3a1和凸轮盘二3a2组成，所述共轭凸轮二3b由凸轮盘一3b1和凸轮盘二3b2；两个共轭凸轮的凸轮曲面分别与两个从动件上设置的两组滚轮8共轭约束。
输出轴2用以输出最终转速及扭矩，其结构包括输出轴端和联动配合端，所述输出轴端贯穿并与固定座6的固定座中心轴孔61转动副连接，向外延伸至固定座6的外部用以输出扭矩，向内与从动件4联动配合；所述输出轴2与输入轴1之间为相互无约束关系的转动连接。
实施例五
本实施例与实施例四的不同之处在于，去除实施例四中的一组共轭凸轮，仅保留一组共轭凸轮，与两组从动件共轭啮合。
本实用新型的旋转变速机构，具有以下结构优势：
1、利用共轭凸轮系统连接并调整输入轴和输出轴的相对转动角度。
2、实现了输入轴匀速旋转时输出轴变速旋转，即输入轴匀速转动一周，输出轴的速度在这一周内不断变化。
3、输出轴的速度变化是输入轴的匀速转动和共轭凸轮系统不断调整输入轴和输出轴的相对角度共同作用的结果。
4、本装置用于驱动开口装置，可以延长有效开口时间，弥补开口装置配合宽幅织机有效开口时间不足的缺陷。
在以上任何一个实例的基础上，做出的以下改进均属于本专利的保护范围：
将从动件4的数量增加；
将共轭凸轮3的数量增加；
改变从动件4与输出轴2的传动型式或将各构件上的轴与孔形式互换形成的铰接；
增加其他构件，实现输入轴1的旋转运动与共轭凸轮系统(包括：共轭凸轮3，从动件4)的共同作用，使输出轴2的旋转运动不同步于输入轴1的旋转运动；
以上所述是本发明的几种优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出的若干变形和改进，这些变形和改进均属于本发明的保护范围。
