碳纤维是目前世界航空航天领域首选的高性能材料,具有高强度、高模量、耐高温、抗疲劳、导电、质轻、易加工等多种优异性能,正逐步征服和取代传统材料。现已广泛应用于航天、航空和军事领域。因此高性能碳纤维的纺织装备技术的研究显得尤为重要。本文对碳纤维多层变截面立体织机引纬机构的研究为现代三维织造设备的改进提供了坚实的理论基础。论文重点对以下方面进行研究和探讨：通过对现有碳纤维织物特别是变截面立体织物织物结构及织造方法进行研究,结合碳纤维立体织机的技术要求和织物的技术要求,总结出变截面引纬的独有的特点和要求。根据对变截面引纬机构的特点和要求,分析设计引纬机构的各个功能结构,对比现有机构进行机构方案的选择确定,最终给出引纬机构设计方案。设计了一套双侧布置的单侧引纬机构和一套可以三向调节的拖纬装置。结合织机的技术要求和机构方案对引纬机构的运动规律进行设计分析。根据机构设计方案进行三维设计,并对引纬机构进行动力学建模仿真,得到剑杆运动规律曲线。分析变截面织物结构及角联织物织造方法,并提出一种织造此类变截面织物的织造方法。对织造过程中引纬行程的变化规律进行分析讨论,给出引纬行程变化规律数学模型。对引纬剑杆运动规律进行分析研究,运用一种简便方法设计计算剑杆运动的修正梯形加速度运动规律,并通过Matlab编程得到运动规律的详细曲线。通过对引纬机构的分析,得出引纬运动规律和齿轮啮合是影响剑杆运动稳定性和剑杆振动的原因,通过Adams对引纬机构采用不同运动规律对引纬机构动力性能的影响作方针对比,结果表明相比采用不同运动加速度规律,由于齿轮齿条啮合产生的啮合力冲击对引纬机构动力性能的影响更大。提出采用两个异相位小模数齿轮同时啮合一个齿条的方法来改善碳纤维立体织机引纬机构动力性能,增强引纬机构运动平稳性,并通过Adams动力学仿真对几种方案进行分析对比,验证了本文提出设计方案的可行性及预期效果。对织机进行试织实验,验证引纬机构基本满足应用需要,同时通过实验也发现了织机引纬机构的不足。并且对织机的整体运行,以及碳纤维的织造工艺有了进一步的认识。