機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)縫紉機(jī)導(dǎo)針與緊線機(jī)構(gòu)

實(shí)用文檔一、設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)題目縫紉機(jī)導(dǎo)針及緊線機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)分析機(jī)構(gòu)示意圖L6B該機(jī)構(gòu)由O軸上齒輪1驅(qū)動(dòng)齒輪2,O軸上還固接有曲柄OA和OC。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)OAB的滑塊為縫紉機(jī)針桿，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)OODC的連桿上點(diǎn)E為緊線頭，針桿與緊線頭協(xié)調(diào)動(dòng)作，完成協(xié)調(diào)和緊線過(guò)程。23原始數(shù)據(jù)pN1=200rmp，n2=270rpm，模數(shù)m=1.5mm，L=40mm，針桿沖程H=38mm， 1=30，Pp__a-a2=120，3=150，ai=10，2=75，OO=36mm，OD=28mm，DE/DC=1.35,OA/AB=0.3。23 3 2齒輪參數(shù)：壓力角。二20、齒頂高系數(shù)K=1,頂隙系數(shù)一二0.25。桿?？跀[角范圍：aWaWa二機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)設(shè)計(jì)關(guān)于齒數(shù)選擇的分析文案大全實(shí)用文檔31=2nn/60=20.94rad/s132=2nn/60=28.27rad/s2假設(shè)這對(duì)齒輪標(biāo)準(zhǔn)嚙合，就有O.SmgZ/Zjrq且31*z1=32*z2。但解得4=41.36,Z2=30.64均不是整數(shù)，所以重新考慮，設(shè)嚙合角k，COSk=0.5m(Z+Z)COSa/OO由上式可以得到Z1/Z22=27/20,而齒數(shù)必須是整數(shù)，先假設(shè)Z1=27,Z2=20，可以解得COSk=0.6134,k=52.16。如果Z1，Z2更大，就只能有Z1=54,Z2=40，兩者之和成倍增長(zhǎng)，COSk將大于1，所以就只能有Z1=27，Z2=20。但是這樣會(huì)造成嚙合角過(guò)大，已經(jīng)超過(guò)了50°，漸開(kāi)線函數(shù)表都查不到其inv值，所以只能在20到40的范圍內(nèi)找一個(gè)合適的Z2值，使得Z1/Z2在誤差范圍內(nèi)盡可能趨近于27/20=1.35。取Z2=20,21,22……，最終可以發(fā)現(xiàn)Z1=31，Z2=23；Z1=50，Z2=37兩組數(shù)據(jù)誤差最小，但后一組數(shù)據(jù)的COSk值超過(guò)了1，所以取4=31，Z2=23為佳，對(duì)應(yīng)的k=45°11'20.68〃￡X設(shè)變位系數(shù)X1，X2，由invk=藝/tana+inva可以解得X1+X2=15.06,這顯然i比較不合常理，綜合考慮變位比較常理化以及齒數(shù)之比標(biāo)準(zhǔn)化，果然Z2應(yīng)該在30.64周圍選取，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Z1=39，Z2=29(k=27°26;27〃)或Z1=42,Z2=31(k=17°41/4〃)比較合適，誤差不大，分別解得變位系數(shù)和2.375和-0.4727,顯然取后者更合適，所以得到齒數(shù)的最終方案4=42,Z2=31。分度圓直徑d=mZ1=63d=mZ2=46.5機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比TOC\o"1-5"\h\zi=%=0.740712 32齒輪變位系數(shù)X>17—Z1h*=-1.4711 17 “X>17—Z2h*=-0.82352 17 a且x1+x2=-0.4727在滿足上述要求下有無(wú)窮多組設(shè)定方案，為方便不妨取X1=-0.4727,X2=0，這樣加工齒輪更節(jié)約時(shí)間且兩齒輪變位系數(shù)與最小變位系數(shù)的差值都差不多，比較合理。齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)類型負(fù)傳動(dòng)實(shí)際嚙合角文案大全實(shí)用文檔K=17°41'4〃基圓直徑d-dcosa=592bi 1d-dcosa=437b2 2齒根圓直徑d于二d-2(c*+h*-x)m=57.83d于-d—2(c*+h*-x)m=42.75齒頂圓直徑d=2(OO-d/2-c*m)=64.50TOC\o"1-5"\h\zai 12 于2d=2(O0-d/2-c*m)=49.4202 12f重合度1 d de-2—[Z(tanarccos才一tana)+Z(tanarccos-b2--tana)]=1.268>1符合要求a1 a2齒厚S 兀mS= +2xmtana=1.842 1S-心=2.3562S=S*-2r(inva-inva)=1.399>0滿足要求1S=S--2r(inva-inva)=1.306>0滿足要求2以上計(jì)算了齒輪機(jī)構(gòu)的一些主要參數(shù)，設(shè)計(jì)算是完畢。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)設(shè)計(jì)顯然AB+AO2-(AB-AO2)=H,解得AO2=19,由O2A/AB=0.3知AB=63.3,這樣曲柄滑塊機(jī)構(gòu)就算設(shè)計(jì)完畢了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)設(shè)計(jì)本可以直接解析或作圖求解，但在這個(gè)高科技的時(shí)代我們可以直接用CAD精確地作圖得到想要的結(jié)果，如下圖是用CAD精確的作圖，于是可以容易的得到DC+CO2=59.21,DC-CO2=37.29,解得DC=48.25,CO2=10.96,由于DE/DC=1.35,所以解得DE=65.14文案大全

實(shí)用文檔下面計(jì)算一些四桿機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)，由圖中已經(jīng)得知極位夾角為25°行程速比系數(shù)K=(180+25)/(180-25)=1.32壓力角由圖中角度數(shù)據(jù)可以算得兩極限位置D處的壓力角aa1=90-65=25°a2=90-25=65°傳動(dòng)角丫1=65°1=25°死點(diǎn)顯然無(wú)死點(diǎn)2.4機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)表格(長(zhǎng)度單位：mm)(機(jī)構(gòu)將被下列參數(shù)所完全確定)分類數(shù)據(jù)值齒輪齒數(shù)Z42 1 齒數(shù)Z31 2 ■1^模數(shù)m1.5壓力角a/°20中心距254齒輪轉(zhuǎn)速n/rpm200文案大全

實(shí)用文檔齒輪轉(zhuǎn)速n/rpm 2 270分度圓直徑d163.0分度圓直徑d246.5基圓直徑db159.2基圓直徑db243.7分類數(shù)據(jù)值齒輪傳動(dòng)比i—： 一…12 0.7407變位系數(shù)乂 1 -0.4727變位系數(shù)乂 2 0嚙合角a'（k）17°41’4〃分度圓齒厚s11.840分度圓齒厚s22.356重合度￡121.268連桿OA19.002AB63.30OC—2 10.96CD48.25OOCO36.0023OD28.003DE65.14相對(duì)位置B130°B3150°L40運(yùn)動(dòng)特性曲柄搖桿機(jī)構(gòu)極位夾角025°曲柄搖桿機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)k1.32滑塊沖程H38曲柄搖桿機(jī)構(gòu)搖桿擺角①65°三機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析3.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析如下圖是從原機(jī)構(gòu)中提取的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，現(xiàn)分析針桿（即B點(diǎn)）的運(yùn)動(dòng)特性，自變量為。。O點(diǎn)即是原圖中的02點(diǎn)，為方便再設(shè)AB長(zhǎng)m=63.3,AO長(zhǎng)n=19文案大全實(shí)用文檔（圖中未畫(huà)出）針桿位移分析設(shè)BO二S,AOB中用正弦定理m=——，易得s=mcosa-nsinacos0 sina=\，'m2-n2cos20-nsin0,帶入數(shù)據(jù)得S=<4007一361cos20-19sin0,當(dāng)。=90°S有最小值\=m-n=44.3,當(dāng)。=-90°時(shí)S有極大值S2=m+n=82.3,導(dǎo)程38Matlab程序代碼t=[0:0.001:360];%t代表角度a代表距離Sa二(4007-361*(cos(t/180*pi)).A2).八0.5-19*(sin(t/180*pi));plot(t,a);title(角度-位移圖像’)；xlabel('/°');ylabel('/mm');holdon;文案大全

實(shí)用文檔-FWiFvT口,LJ.人|PilaEd￡tViewInsertToolsWindowHelpDBa-A4/@巨；針桿速度分析對(duì)上述求得的位移式求導(dǎo)，就能得到速度表達(dá)式n2sin20 361sin20V=——, -ncos0=——: -19cos02\:m2-n2cos20 24007-361cos20在兩個(gè)極限位置的速度\二V00，至于速度的極值，可再對(duì)V求導(dǎo)得其加速度值4n2cos20(m2-n2cos20)-n4sin220 .0a= +nsin0=34(m2-n2cos20)21444cos20(4007-361cos20)-130321sin220+19s詁034(4007-361cos20)2若令a=0，方程仍不好解，故稍后采用作圖法求解源程序代碼：t=[0:0.001:360];%t代表角度a代表速度va=361*sin(t/90*pi)./(2*(4007-361*(cos(t/180*pi)).A2).A0.5)-19*cos(t/180*pi);plot(t,a);title(角度-速度圖像')；文案大全

實(shí)用文檔xlabel('/°');ylabel('/mm');holdon;針桿加速度分析由上面的分析已經(jīng)得到4n2cos20(m2—n2cos20)-n4sin220 .fia= +nsin0=34(m2—n2cos20)21444cos20(4007—361cos20)-130321sin220+19s詁034(4007—361cos20)2代入0「90°以及02=-90°可得兩極限位置的加速度a1=13.3mm/s2,a2=-24.7mm/s2當(dāng)然方向是向右為正的。文案大全實(shí)用文檔源程序代碼t=[0:0.001:360];%t代表角度a代表加速度ab=t/180*pi;a二(1444*cos(2*b).*(4007-361*(cos(b)).A2)-130321*(sin(2*b)).A2)./(4*(4007-361*(cos(b)).A2)).A1.5;plot(t,a);title(角度-加速度圖像’)；xlabel('/°');ylabel('mm/sA2');holdon;3.2曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析如下圖，EO2長(zhǎng)S，以O(shè)2為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系（圖中未標(biāo)注）文案大全實(shí)用文檔etet3.21緊線頭位移分析Lcosa3.21緊線頭位移分析Lcosa+LcosP+Lcos0=L消 去Lsina+LsinP=Lsin0B(2LLcosa-2LL)cos0-2LLsinasin0=L-L-L-L+2LLcosa代入cos0代入cos0=+'1—sin20,并令M-L—L—L—L+2LLcosa

2L1L3cosa—2L3L4N2N2LLsina Lsina2LLcosa—2LL Lcosa—L（由已知條件已知分母不可能為0）于是原式化為(N2+1)sin20+2MNsin0+M2—1-0，解得0—acrsin-MN土、'N2+1-m2N2+1于是D點(diǎn)可確定，從而緊線頭E點(diǎn)可確定，其坐標(biāo)（X，Y）：文案大全實(shí)用文檔X=Lq—SCOS0Y=Ssin0源程序：%t代表角度。b為其弧度制仁[0:0.001:360];b=t/180*pi;M二(789.12*cos(b)+128)./(613.76*cos(b)-2016);N二(10.96*sin(b))./(10.96*cos(b)-36);p=(-M.*N+(N.A2+1-M.A2).A0.5)./(N.A2+1);%p=sinOq=(1-p.A2).A0.5; %q=cos0x=36-93.14*q;y=93.14*p;plot(x,y);title('緊線頭運(yùn)動(dòng)軌跡’)；xlabel('mm');ylabel('mm');holdon3.22緊線頭速度分析由上述的位移式Lcosa+LcosP+Lcos0=L和Lsina+Lsin0=Lsin0兩邊文案大全

實(shí)用文檔求導(dǎo)可以得到速度關(guān)系式Lsina①+lsin0①+Lsin0①=0LCOSa&+Lcos0d=Lcos0⑥3(cosatan0-sina)L3(cos3(cosatan0-sina)L3(cos0tan0+sin0)L3于是緊線頭的速度V=S3PilaEditVig*InsertToolsWindowHelp15001000實(shí)用文檔50jrl-5onoojrl&ono9ju4□53n-30,u52IjuPilaEditVig*InsertToolsWindowHelp15001000實(shí)用文檔50jrl-5onoojrl&ono9ju4□53n-30,u52Iju尸2a50JulDor實(shí)用文檔N二(10.96*sin(b))./(10.96*cos(b)-36);p=(-M.*N+(N.A2+1-M.A2).A0.5)./(N.A2+1);%p=sinOq=(1-p.A2).A0.5; %q=cos0c=(36-10.96*cos(b)-28*q)/48.25; %c=cos「d=(28*p-10.96*sin(b))/48.25; %d=sin「V=(d.*cos(b)-sin(b).*c)./(p.*c+d.*q)*1031.4;w3=(d.*cos(b)-sin(b).*c)./(p.*c+d.*q)*11;w2=(28*q.*w3-310*cos(b))./(48.25*c);a1=((w2-28.3).*(c.*cos(b)+d.*sin(b)).*(p.*c+d.*q)-(w2+w3).*(d.*cos(b)-sin(b).*c).*(q.*c-p.*d))./((p.*c+d.*q).A2)*1031.4;%a1切向加速度a2=VC2/93.14; %a2法向加速度holdon;plot(t,a1,'r',t,a2,'g',t,(a1.A2+a2.A2).A0.5,'b');legend(切向加速度','法向加速度','總加速度',0);title('緊線頭加速度’)；xlabel('a/°');ylabel('a/mm/sA2');holdoff;圖解法部分詳見(jiàn)附頁(yè)n緊線頭加速度PileEditViewInsertToolsWindowHelp-Rylabel('a/mm/sA2');holdoff;圖解法部分詳見(jiàn)附頁(yè)n緊線頭加速度PileEditViewInsertToolsWindowHelp-R文案大全3_sin(P-a)L1①1sin(0+0)L*1*3二sin(0-a)LS33 sin(0+0)L 13源程序：%t代表角度。b為其弧度制t=[0:0.001:360];b=t/180*pi;M二(789.12*cos(b