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

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 = Ð E₁P₁₂Е₂ = Ð B₁P₁₂B₂.

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; Ð Р₁₁Р₁₂Р₂₂ = 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

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.