在缫丝工艺过程中,卷绕运动是其核心运动,生丝被卷绕成一定形状的卷装,为下一道工序做好准备。随着我国纺织行业的产业升级,能够实现高速、大卷装卷绕的缫丝机已成为发展趋势。卷绕运动由小?的回转运动和络交机构的往复运动组成。小?回转卷取丝线,络交机构带动丝线做往复直线运动,使卷绕于小?上的丝线形成网状丝片,并最终形成具有一定厚度的卷装。卷绕运动直接影响卷绕的成形质量,进而影响缫丝效率和缫丝机的可靠性。因此对卷绕运动进行相应的理论及试验研究具有重要的实际意义。传统保证生丝卷绕工艺的“等速导丝”在机构上难以实现,因此在该思路指导下设计的卷绕运动实现机构不能很好实现高速大卷装卷绕。针对以上问题,本文提出通过保证生丝卷绕成形理想几何特征来保证生丝卷绕工艺的新方法,在该方法指导下运用一阶和二阶共轭非圆齿轮副设计了新型卷绕运动实现机构,并对新型卷绕装置驱动的生丝卷绕运动进行了理论和试验研究。本文主要研究内容及结果如下:1)研究目前各类型缫丝机卷绕运动实现机构工作原理,分析各自缺陷,总结缫丝机高速、大卷装卷绕关键技术,在此基础上运用偏心共轭非圆齿轮副、椭圆非圆齿轮副、巴斯噶蜗线非圆齿轮副、傅里叶节曲线非圆齿轮副和正弦型节曲线非圆齿轮副共5种非圆齿轮副,设计了5种一阶和二阶共轭非圆齿轮副驱动的络交机构,建立了新型络交机构的运动学方程,并编写了运动学特性辅助设计分析软件,得到了络交杆的运动学特性。2)研究分析生丝卷绕运动及丝线卷绕成形原理,建立生丝卷绕成形截面廓线数学模型;根据保证生丝卷绕工艺的新方法,建立生丝卷绕成形形状优劣评价准则;进而以评价准则为目标函数,以非圆齿轮传动特性和结构尺寸要求为约束条件,建立新型卷绕装置参数优化模型并进行求解,以巴斯噶蜗线非圆齿轮类卷绕装置为例,得到优化参数:发生圆半径b=6.46mm,展长l=39.13mm,变性系数m₁₁=1.01,凸轮最大摆角ψ=20.06^o,曲柄长l₁=33.48mm,连杆2长度l₂=405.64mm,连杆3长度l₃=550.61mm,铰链B与C长度l _BC=164.25mm,连杆4长度l₄=153.46mm,络交杆纵坐标y _E=34.88mm,铰链D点坐标x _D=-294.2mm,y _D=430.78mm,络交杆与卷取点竖直位移H=106.95mm。3)根据优化得到巴斯噶蜗线型卷绕运动实现机构结构参数进行结构设计,建立络交机构三维实体模型并进行虚拟样机试验,与理论计算结果进行对比分析,发现两者曲线基本一致,初步验证所建立络交机构数学模型的正确性。4)研制了卷绕装置试验台,通过空转试验测试络交机构的运动学特性,验证了所建立络交机构运动学计算模型的正确性;通过生丝卷绕试验,测试生丝卷绕成形形状的宽度和廓线高度差,根据生丝卷绕成形评价准则进行优劣评价,将卷绕装置试验台与飞宇2000型缫丝机进行比较,结果显示试验得到的卷绕成形形状的平整度高于飞宇2000型的,验证了所设计的络交机构在实际作业中的可行性及优越性。