Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

КГТУ

кафедра «дизайн и технология изделий легкой промышленности»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту по дисциплине «Оборудование для швейного производства и основы проектирования оборудования»

на тему  «Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины»

Автор проекта                                                                    Горбункова М.В.

 (подпись, дата)                                                       (инициалы, фамилия)

Специальность                     260901 «Технология швейных изделий»

                             (номер, наименование)

Обозначение курсового проекта КП 2068448-260901-03-07      Группа  ТШ-51

Руководитель проекта                                           ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­       Ноздрачева Т.М.

 (подпись, дата)                                                 (инициалы, фамилия)

Работа защищена                                                                      Оценка                      

Члены комиссии__________________________   Данилова С. А.                                                                                                  

Курск 2007

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по дисциплине

«Оборудование для швейного производства и основы проектирования оборудования»

Студентка кафедры «Дизайна и технологии изделий легкой промышленности»  III курса      ТШ-51 группы

Горбункова Марина Владимировна

                                                   (фамилия, имя, отчество)

Тема проекта «Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины»

Исходные данные кинематическая схема механизмов иглы и нитепритягивателя швейной машины 1022 класса; частота вращения главного вала машины – 4800 мин-1; координаты Х и У неподвижного шарнира О2 соединительного звена нитепритягивателя – 18, 26; размеры звеньев механизмов иглы и нитепритягивателя: О1А-14 мм, О1С-12 мм, АС-9 мм, АВ-35 мм, О2Д-24 мм, СД-24 мм, ДЕ-31 мм, СЕ-51 мм; сила полезного сопротивления – 80 сН; масса звеньев механизма иглы: кривошип – 0,019 кГ, шатун – 0,19 кГ, ползун – 0,03 кГ.

Основные вопросы, подлежащие разработке:

Введение

Построение кинематических схем и разметка траекторий.

Расчет скоростей звеньев механизма и отдельных точек, построение плана скоростей.

Расчет ускорений звеньев механизма и отдельных точек, построение планов ускорений.

Силовой анализ механизма иглы. Построение планов сил.

Заключение

Перечень материалов, предоставляемых к защите:

Пояснительная записка 15-20 листов

Графическая часть на 1 листе формата А1

Срок предоставления к защите__________________________

Руководитель проекта                   Ноздрачева Т.М____________

Задание к исполнению принял___________________________

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Построение кинематической схемы и траекторий рабочих точек механизмов иглы и нитепритягивателя

2.Определение скоростей звеньев механизмов иглы и нитепритягивателя

3.Определениеускорений звеньев механизмов иглы и нитепритягивателя и построение плана ускорений

4.Силовой анализ механизмов

Заключение

Список используемой литературы

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсового проекта является обобщение, углубление и закрепление знаний, полученных мною на лекциях и при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Оборудование для швейного производства и основы проектирования оборудования», и их применение при решении технических, технологических, научных и экономических задач, возникающих при проектировании швейного оборудования.

В процессе работы должна ознакомиться с основными этапами проектирования швейного оборудования, глубоко изучить технологический процесс, осуществляемый на универсальной швейной машине, научиться составлять и анализировать кинематические схемы исполнительных механизмов. Также я должна освоить методику проведения перемещений, скоростей, ускорений звеньев механизмов и их отдельных точек, научиться устанавливать законы изменения во времени этих величин, определять силы, действующие на звенья механизмов, реакции в кинематических парах и давления на станину машины. Таким образом, я должна научиться решать задачи кинематического и динамического анализа механизмов, необходимого для выполнения расчетов проектируемого швейного оборудования.

При выполнении курсового проекта нужно учитывать основные задачи, стоящие перед швейной промышленностью по техническому перевооружению производства, применению современных средств механизации и автоматизации оборудования, созданию конкурентоспособного оборудования, экономному использованию материальных и трудовых ресурсов.

1 Построение кинематической схемы и траекторий рабочих точек механизмов иглы и нитепритягивателя

Под кинематической схемой понимают изображение механиз­ма, машины или установки, на котором должна быть представлена вся совокупность кинематических элементов и их соединений, пред­назначенных для осуществления регулирования, управления и кон­троля заданных движений исполнительных органов.

Кинематическая схема может быть плоской или пространствен­ной (в ортогональном или аксонометрическом изображении). На рис. I представлена плоская кинематическая схема механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины 1022 класса. На рис. 2 - пространственная конструктивно-кинематическая схема.

Машина 1022 класса предназначена для стачивания деталей швейных изделий из хлопчатобумажных и шерстяных тканей одно­линейной двухниточной строчкой челночного переплетения. Ос­новными рабочими механизмами машины являются: кривошипно-шатунный механизм иглы, ротационный механизм челнока, шарнирно-стержневой механизм нитепритягивателя, простой механизм транспортирования материалов, узел лапки. В машине осуществляет­ся централизованная смазка.

В курсовом проекте в соответствии с полученными данными необходимо построить кинематическую схему механизмов иглы и нитепритягивателя. Кинематические схемы выполняют в масштабе, который рассчитывается по формуле:

Kl =                                                          (1)

L – действительные размеры кинематического звена, м;

l – размер этого звена на кинематической схеме, мм.

Kl = 0,014/56=1/4000=0,00025(м/мм)

 Таблица 1: исходные данные для построения кинематической схемы механизмов иглы и нитепритягивателя

Кинематическую схему механизма строят в следующем порядке. Вначале по заданным координатам x и y точек О1 и О2 (табл.1) в выбранном масштабе длин Кl, мм/мм, м/мм, (табл.2) наносят положение неподвижных точек О1 и О2 и проводят ось О1В неподвижной направляющей игловодителя, совпадающей с линией его движения. Затем из центра О1 радиусами

О1 А = и О1 С = мм  проводят окружности - траектории точек А и С.

Далее траектории этих точек разбивают на двенадцать равных частей (в точках (1,2,3,..,12 и 1',2',3'...,12'). Построение схемы механизмов в указанных 12 положениях выполняют с использовани­ем метода засечек.

Кинематическая схема и разметка траекторий рабочих точек звеньев механизмов иглы и нитепритягивателя представлены в приложении.

Таблица 2: расчетные данные для построения кинематической схемы механизмов иглы и нитепритягивателя

Основой для кинематического анализа является кинематическая схема рис.2

Перемещение точки В игловодителя определяется из рассмотрения различных положений кривошипно-шатунного механизма. Палец кривошипа, т.е. шарнир А1 из крайнего верхнего положения А0 проворачивается на угол φ. При этом игловодитель перемещается на величину Sв. Опустив из точки А перпендикуляр А1С на линию движения игловодителя О1В1 получим:

Sв = О1В1 – О1 В0 = (СВ1 - О1В1)-(А0В0 - А0О1)                              (2)

т.к. О1А1 = r , а А1В1 = l , тогда получим

Sв = (l.cosβ – r.cosφ) - (l - r) = r.(1 – cosφ) – l.(1 – cosβ)                            (3)

 В полученное выражение φ и β – переменные величины

 Рассмотрим ∆ СА1О1 и ∆ СА1В1 и выразим значение углов

СА1 = r.sinφ

СА1 = l.sinβ , тогда

sinβ = r/l. Sinφ                                                  (4)

Рисунок 2.

Разложим cosβ в степенной ряд, получим

cosβ = 1 -  +  +......                                      (5)

влияние 3 и 4 ..... множителей не имеет значения, ими можно пренебречь, тогда получим выражение и подставим его в формулу (2), получим

Sв = r.(1 – cosφ) –                                          (6)

Дифференцируя это выражение по времени можно получить уравнение скорости и ускорения:

S’в = υВ =  = ω.r.(sinφ + )                              (7)

S’’в =аВ =  = ω2.r.( scosφ + )                             (8)

График перемещения точки В

График скорости точки В

График ускорения точки В

Рисунок 3

2 Определение скоростей звеньев механизмов иглы и нитепритягивателя

Если точка звена находится в движении относительно стойки и относительно подвижной точки другого типа, то определяются нормальные ускорения для обоих движений, а касатель­ные ускорения находятся графически. При этом вектор нормально­го ускорения точки при движении ее относительно стойки откла­дывается из полюса плана, а при движении относительно под­вижной точки — из конца ускорения этой точки.

При определении скоростей и ускорений задается закон движения ведущего звена. Закон движения задается частотой и направлением вращения ведущего звена. Так как ведущим звеном является кривошип 1, его частота вращения постоянна, т.е. он вращается равномерно, а, следовательно, ωО1А=const. Направление движения ведущего звена - по часовой стрелке.

Скорости точек А (механизма иглы) и С (механизма нитепритягивателя) рассчитываются по формулам:

                 (9)

                   (10)

Векторы скоростей   и   направлены пер­пендикулярно радиусам О1А и O1C в сторону вращения этих звеньев (Кv, м/(с.мм) масштаб плана скоростей, который выбирается произ­вольно с учетом размеров чертежа).

                                         (11)

                                          (12)

План скоростей начинают строить с выбора произвольной точ­ки на чертеже, которая называется полюсом скоростей (PV). Скорости откладывают в соответствии с масштабом скоростей:

Скорость точки D на плане скоростей определяется путем со­вместного решения двух векторных уравнений, (она принадлежит звеньям 4 и 5) сложением векторов:

                                                       (13)

При определении скорости движения точки D за полюсы вра­щения принимаются точки С и О2 . В соответствии с правилами сло­жения векторов из конца первого вектора Vc провопят линию дейст­вия скорости . Затем из полюса Pv проводят линию дейст­вия скорости ( так как первый вектор = 0). Пересечение линий действия скоростей и  определяет положение точки d на плане скоростей. Далее все векторы скоростей направляют к найденной точке d и получают дли­ны векторов скоростей  и в выбранном масштабе пла­на скоростей КV.

Скорость движения точки Е, (глазка нитепритягивателя) опре­деляют по двум векторным уравнениям:

                                                     (14)

Страницы: 1, 2