Тип III. Кривошипно-коромысловый механизм нитепритягивателя швейной машины

 

В курсовом проекте необходимо спроектировать кривошипно-коромысловый механизм нитепритягивателя графическим и аналитическим способами, выполнить необходимые расчеты.

 

3.1. Исходные данные

 

Работа нитепритягивателя характеризуется диаграммой подачи и выбирания нити в зависимости от угла поворота главного вала.

Исходными данными для проектирования механизма нитепритягивателя (рис. 3.1) являются:

1. Диаграмма необходимой (заданной) подачи нити (рис. 3.2) S = f (j) где S – длина подаваемой и выбираемой нити;

j - угловая координата кривошипа ОА (рис. 3.1).

Диаграмма задана в виде значений j и S, сведенных в таблицу 3.1.

2. R_max – радиус, определяющий конструктивную область, в которой не допускается располагать центр неподвижного шарнира Д коромысла СД, направители N₁, N₂ и в которой не допускается расположение глазка нитепритягивателя Е (рис. 3.1) на всей траектории его движения. Значения R_max приведены в последнем столбце таблицы 3.1.

 

3.2. Содержание и методика выполнения проекта

 

Проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части.

Расчетно-пояснительная записка включает в себя следующие разделы:

- введение;

- обзор литературы по механизмам нитепритягивателей швейных машин;

-проектирование кривошипно-коромыслового механизма нитепритягивателя;

-исследование работы кривошипно-коромыслового механизма нитепритягивателя;

- описание кинематической схемы машины;

- выводы;

- литература;

- приложения.

В разделе «Введение» необходимо описать цель проекта и представить исходные данные для выполнения проекта.

В разделе «Обзор литературы по механизмам нитепритягивателей» необходимо изучить литературные источники, предложенные в данных методических указаниях и выполнить обзор с предоставлением кинематических схем механизмов и полным описанием их устройства, работы и регулировок.

Раздел «Проектирование кривошипно-коромыслового механизма нитепритягивателя» выполняется двумя способами:

- графическим;

- аналитическим.

Графический способ выполняется по методике, предложенной в литературе [7].

Плоская схема механизма нитепритягивателя представлена на рис. 3.1. Необходимо определить следующие параметры схемы: ОВ, СВ, СD, СЕ, BE.

Исходными данными являются диаграммы подачи и выбирания нити (рис. 3.2, табл. 3.1). При этом проектирование ведется по двум крайним

Таблица 3.1

Исходные данные для построения диаграммы подачи и выбирания нити

№№ вари- антов	j, град
					2,5		1,5
					2,8		1,6	5,2	10,6			34,5	44,5
							1,8	5,4	11,2			37,5	47,5
					3,2			5,6	11,8				51,5
					3,5			5,8	12,4			42,5	54,5
					3,8					21,5			56,5
								6,2	13,6				58,5
					4,2		2,5	6,6				47,5	59,5
					4,5		2,5	6,8	14,5		36,5	48,5	61,5
							2,5						63,5
№№ вари- антов	j, град
											Smax, мм	Rmax, Мм
							88,5			81,5
	55,5				85,5		93,5
	59,5								98,5		84,5
				88,5							89,5
	65,5	75,5		92,5	99,5		108,5		108,5
		79,5				109,5			113,5		98,5
	71,5		92,5	101,5			117,5			112,5	102,5
	73,5					117,5	122,5			116,5
	75,5		98,5	108,5	116,5	122,5	127,5		127,5		109,5
	77,5			112,5		127,5	132,5

положениям механизма:

j₁ – угол поворота главного вала, соответствующий минимальной подаче нити;

j₂ – угол поворота главного вала, соответствующий максимальной подаче нити.

При определении параметров схемы накладываются следующие ограничения:

1) центр шарнира D должен располагаться на границе или за пределами окружности радиуса R_max в центре с точкой О

где R₀ – максимальный радиус цилиндрической части кривошипа;

d – диаметр ступицы коромысла DC в шарнире D;

d - допустимый зазор между размерами R₀ и d (d» 1 мм);

2) траектория точки Е должна находиться за пределами наружного контура корпуса машины. Это условие относится к нитенаправителям N₁, N₂;

3) углы передачи в шарнире С должны находиться в следующих пределах

 

m_min ³ m_доп; m_{mах £} 180 - m_доп,

 

m_доп = 30° (для рычажных механизмов).

 

Последовательность построения следующая (рис. 3.3):

1) произвольно выбираем точку 0 и проводим оси координат ОХ и ОУ;

2) из центра О проводим окружность радиусом R_max и определяем положение нитенаправителей N₁, N₂ (они совпадают) в точке пересечения двух касательных, проведенных к окружности R_max в точках Е₂ и H. Точка Е₂ определяет крайнее нижнее положение глазка нитепритягивателя;

3) проводим прямую через точки N и Е₂. На этой прямой от точки Е₂ вверх откладываем отрезок, равный 0,5 S_max (S_max - максимальная подача нити) и получаем точку Е₁, соответствующую крайнему верхнему положению глазка нитепритягивателя, т.е. минимальной подаче нити;

4) выбираем полюс Р₂₂, совпадающий с точкой Е₂. От отрезка ОР₂₂ откладываем против w_ОВ угол (j₁₂ - p), где j₁₂ – угол поворота ведущего звена от j₁ до j₂. В пересечении этой прямой с отрезком Е₁Е₂ определяем полюс Р₁₁;

5) определяем полюс поворота для двух положений нитепритягивателя. Для этого через середину отрезка Е₁Е₂ проводим перпендикуляр и биссектрису внешнего угла Р₁₁О Р₂₂. На пересечении этих линий и определится точка Р₁₂;

6) определяем угол поворота q₁₂ по формуле: q₁₂ = ÐE₁P₁₂Е₂ = ÐB₁P₁₂B₂.

7) исходя из вышеприведенного условия, определяем точки В₁ и В₂. Для этого через точку Р₁₂ проводим прямую под углом (-q₁₂/2) к прямой Р₁₂О. Точка В₁ определится в пересечении этой прямой и отрезка ОР₁₁. Из центра О проводим окружность радиусом ОВ₁, в пересечении ее с прямой ОР₂₂ определим точку В₂. При этом приближенно выполняется условие Р₁₁Р₁₂ = Р₁₂Р₂₂; ÐР₁₁Р₁₂Р₂₂ = q₁₂;

8) находим положение точки D. Для этого проведем прямую m_D11,12, которая является биссектрисой угла Р₁₁Р₁₂Р₂₂. На этой прямой выбираем точку D (желательно вблизи окружности радиуса R_max);

9) точка С₁ определяется в пересечении двух прямых: первая проводится через полюс Р₁₂ под углом (-q₁₂/2) к Р₁₂D; вторая – прямая Р₁₁D;

10) соединив точку D с точкой С₁; С₁ с Е₁, О с В₁ получим первое положение механизма;

11) определим значение угла передачи m₁. Если его значение не удовлетворяет поставленным условиям, то выбирают новое положение точки D и повторяют построения;

12) методом засечек определяем второе крайнее положение механизма нитепритягивателя и проверяем угол передачи m₂;

13) учитывая масштаб построений, определяют длины звеньев ОВ, СВ, СD, СЕ, BE.

По определенным размерам механизма нитепритягивателя необходимо построить реальную диаграмму подачи и выбирания нити.

Для этого необходимо построить двенадцать положений механизма нитепритягивателя, используя метод засечек и определить траекторию движения глазка нитепритягивателя Е (рис. 3.4). Если точка, соответствующая крайнему нижнему положению глазка нитепритягивателя не войдет в траекторию движения глазка нитепритягивателя, то ее нужно построить дополнительно.

Используя построенную траекторию движения глазка нитепритягивателя и известные положения нитенаправителей N₁, N₂ необходимо определить текущий расход нити по формуле

где - суммарная длина ветвей нити при верхнем положении глазка нитепритягивателя;

- суммарная длина ветвей нитки при любом текущем положении глазка нитепритягивателя.

Все значения замеряются на чертеже. По результатам вычислений строится диаграмма реальной подачи нитки, которая совмещается с заданной.

Далее следует выполнить аналитическое проектирование кривошипно-

коромыслового нитепритягивателя, подготовив следующие исходные данные:

ОВ – длина кривошипа, мм;

d - угол между кривошипами механизма вертикальных перемещений иглы и механизма нитепритягивателя (принять 20-22°);

х_Д, у_Д – координаты шарнира Д, мм;

ВС, СЕ – размеры рычага нитепритягивателя, мм;

СF – длина перпендикуляра, опущенного из точки Е на продолжение звена СВ при крайнем верхнем положении глазка нитепритягивтеля (рис. 3.1), мм;

СД – длина коромысла, мм;

х_N1, у_N1, z _N1 = 0 – координаты нитенаправителя N₁, мм;

х_N2, у_N2, z _N2 = 0 – координаты нитенаправителя N₂, мм;

m_доп = 30° - допускаемый угол передачи для рычажных механизмов.

Данные по диаграмме подачи и выбирания нити выбирают по заданному варианту из таблицы 3.1.

Программа расчета находится в зоне d [Students], название программы [Nitepr]. Графический документ полученных результатов расчета на ЭЦВМ должен быть приложен в расчетно-пояснительной записке.

По результатам расчетов на ЭЦВМ необходимо построить диаграмму подачи и выбирания нити, совместив ее с двумя предыдущими.

Выполнить анализ полученных диаграмм.

Раздел «Исследование работы кривошипно-коромыслового механизма нитепритягивателя» включает в себя построение планов скоростей с целью определения скорости движения глазка нитепритягивателя в зависимости от угла поворота главного вала.

Необходимо построить планы для пяти положений механизма по варианту, предлагаемому в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Исходные данные для расчета механизма нитепритягивателя

№ варианта	j1	j2	j3	j4	j5

 

Полученные результаты вычислений свести в таблицу и проанализировать.

Раздел «Описание кинематической схемы машины» предусматривает описание схемы определенного класса машины (по заданию преподавателя). Схему следует выполнять, используя литературные источники [4, 5, 6, 7], лекционный материал и материалы лабораторных работ.

В разделе «Выводы» необходимо сделать соответствующие выводы по всем разделам проекта и дать рекомендации.

Заканчивается расчетно-пояснительная записка списком использованной литературы и приложениями.

Требования к оформлению расчетно-пояснительной записки изложены в разделе 7.

Графическая часть проекта включает в себя 3 листа формата А1.

Лист 1. Кинематическая схема машины.

Лист 2. Графическое проектирование кривошипно-коромыслового механизма нитепритягивателя (0,5 листа). Сборочный чертеж механизма нитепритягивателя (0,5 листа).

Лист 3. Графические построения, связанные с исследованием работы механизма нитепритягивателя.

Правила оформления графической части проекта изложены в разделе 8.