随着工业缝纫机对高速化与无油化要求的提出,将刺布机构中支承针杆的轴套改造成气浮型的是实现无油润滑的关键突破。前期研究的4孔/周型轴套虽实现了气浮无油化,但针杆的高速运动对气浮轴承的刚度和稳定性有更高的要求,因此,实现缝纫机的高速化及气浮轴套的高刚度是两个关键目标,具有重大实际意义。作者首先建立缝纫机头部分的3D模型对针杆运动仿真,并在负荷下动态分析,得到针杆位置、速度、反作用力随时间节点的变动曲线,其是后期气体动态数值计算的依据。考虑到缝纫机各连接部件间的相互作用力经累积最终通过刚性连接柱完全传递给针杆使其运动方向发生偏移,影响了缝纫机高速化的实现。因此,作者将刚性连接柱改造成由柔性铰链组成的一种精密微位移装置—柔性联接装置,来削弱外力对针杆运动的影响,为实现高速化创造条件。首先,对该柔性装置的结构进行了设计,其次,确立对其性能影响最大的参数,然后推导计算出该装置输出端带动针杆实现的微位移范围及在外力下所具的强度,最后,通过ANSYS分析,用其所得值来证实设计理论的合理性,并分析数值精度。对比发现,仿真分析结果误差较小,接近于理论计算结果,因此该装置有较大可靠度。为提高气浮轴套在针杆高速下的刚度及稳定性,作者在前期所研究的基础上,设计了两种新的气浮轴套：一种是6孔/周型轴套,其比以往研究的小孔型轴套不仅提高了气体承载力,还提高了刚度；另一种是狭缝型轴套,其最大特点是在一定承载力下具有高刚度。首先,对气浮轴套的结构和技术方案进行设计,并建立了针杆在轴套中整体平移与倾斜下的物理模型,拟合气膜曲面；其次,推导出气浮润滑静态控制方程、动态控制方程和静特性表达式,并设定气膜边界条件和流量平衡关系；接着,通过分别对静态控制方程和动态控制方程的差分离散,借助Matlab利用二分法迭代对针杆整体平移下的静特性和针杆倾斜下的动特性进行数值计算与分析；最后,设计轴套加工工艺制造成品,通过设计与搭建实验平台,测试多套气浮轴套在偏移下的承载力值并进行记录,将所得实验数据处理后与理论计算结果比较,以验证理论数值分析的可靠性。通过对比,实验测得值与理论值相差不大,说明所设计的轴套可以满足预期的要求。