变导程螺旋传动机构被广泛应用于航天军工、纺织设备、资源开采设备、医疗器械,随着自动化设备向高速化、精密化发展,这给螺旋传动机构提出了更高的要求。随着国内数控加工技术的进步,已经可以生产出符合特殊要求的变导程螺杆。一方面为了推广变导程螺旋传动机构在各领域的应用与发展,另一方面鉴于采用变导程螺旋引纬的高档剑杆织机国内还没有完全自主研发制造的现状。本文拟以变导程螺旋引纬机构为研究载体,通过理论分析和虚拟样机仿真实验,对其进行运动学分析。并进一步针对理想刚体模型、刚柔耦合模型探讨了间隙与柔性的影响。主要工作内容与成果如下:1)建立螺旋引纬机构的一般运动学模型,通过MATLAB程序得到等导程状态下的引纬特性曲线,分析其不足之处,指出在高速情况下采用变导程螺旋传动的必要性。基于一种变异梯形加速度运动规律提出一种系统性设计剑杆位移特性曲线的方法。根据实际引纬工况要求,综合考虑了剑杆加速度峰值、速度峰值和纬线交接区域的临界点速度选取了最优方案参数。最优参数时的剑杆表现出了良好的引纬性能。2)利用设计出的剑杆位移特性曲线及引纬机构运动学关系,基于MATLAB的曲线拟合工具箱得到变导程螺旋杆轴向位移关于螺旋杆转角的方程,进而得到螺旋线的坐标方程。为了方便渐变导程的螺旋杆的加工制造,基于自由曲线逆向细分工程的概念,将螺旋线的平面展开线逆向分解重构。最终实现了通过几段等导程的螺旋线等效替代原先的渐变导程螺旋线,重构后的螺旋线能够在给定的逼近精度下可以进行良好的等效替代,大大降低了变导程螺旋杆的工艺难度和制造成本。3)为了提高引纬机构的稳定性和精度,需要将柔性构件和间隙的影响考虑在内。联合ANSYS和ADAMS建立螺旋引纬机构的刚柔耦合模型,通过ADAMS进行动力学仿真,在刚性系统和刚柔耦合系统中分别分析了旋转铰间隙对剑杆输出特性曲线的影响;在对仿真数据的观察中发现了相当比例的噪声信号,为了消除噪声信号的影响,利用统计学中上下四分位数和中位数来识别替换异常值;在综合考虑间隙和柔性构件的影响时,利用减噪后的加速度曲线与理想刚体系统下的数据的偏差值得到一个新的曲线,该曲线在固定区间内做高频波动,呈现出类似周期性声波信号的特点。结果表明旋转铰间隙是影响剑杆稳定性和精度的主要因素;柔性构件和间隙的综合作用产生了趋向于周期性的碰撞影响。