機(jī)械原理課程設(shè)計縫紉機(jī)導(dǎo)針機(jī)構(gòu)設(shè)計及其運(yùn)動分析

1、目 錄1 設(shè)計任務(wù). .21.1 設(shè)計題目. . 21.2 機(jī)構(gòu)簡介. . . 21.3 設(shè)計要求及原始數(shù)據(jù). . . 32 設(shè)計方案及過程. . . 42.1 設(shè)計選定數(shù)據(jù). . . 42.2 機(jī)構(gòu)各構(gòu)件尺寸確定. . . .62.3 機(jī)構(gòu)兩個位置的運(yùn)動簡圖. . . .62.4 對兩個位置進(jìn)行速度和加速度分析. . . . 62.5 B點(diǎn)的運(yùn)動軌跡及位移、速度、加速度線圖. . . 103 設(shè)計總結(jié). . 124 心得體會. . .12參考文獻(xiàn). .121. 設(shè)計任務(wù)1.1 設(shè)計題目縫紉機(jī)導(dǎo)針機(jī)構(gòu)設(shè)計及其運(yùn)動分析1.2 機(jī)構(gòu)簡介 機(jī)構(gòu)示意圖：該機(jī)構(gòu)由O1 軸上齒輪1驅(qū)動齒輪2，O2軸上還固

2、接有曲柄O2A和O2C，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)O2AB的滑塊為縫紉針桿，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)O2O3DC的連桿上點(diǎn)E為緊線頭，針桿與緊線頭協(xié)調(diào)動作，完成縫紉和緊線過程。1.3 原始數(shù)據(jù)方案號2齒輪轉(zhuǎn)速n1/ rpm200齒輪轉(zhuǎn)速n2/ rpm240模數(shù)m / mm1.5角度1/（度）432/（度）1203/（度）145/（度）15/（度）75中心距O2O3 / mm55距離L1 / mm40針桿沖程H / mm36桿長DE/DC1.35O2A/AB0.35桿長O3D/ mm25桿長O2O3 / mm35壓力角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)。桿O3D擺角范圍：。2. 設(shè)計方案及過程1.2.2.1 設(shè)計選定數(shù)據(jù)齒輪設(shè)計由傳

3、動比公式得：可取z1=42 z2=35 則：標(biāo)準(zhǔn)中心距 d=m（z1+z2）2=1.5（42+35）2=57.75 mm齒輪正確嚙合時的壓力角 dcos=d'cosá 即：á=arccosd cosd'=arccos54xcos20°55=20.67°分度圓直徑d1=mz1=1.5 x 32 =63 mmd2=mz2=1.5 x 40 =52.5 mm 基圓直徑 db1=d1cos=63 x cos20°=59.20064 mmdb2=d2cos=52.5x cos20°=49.33386 mm齒輪機(jī)構(gòu)的傳動類型 正傳

4、動齒頂高 ha1= ha* m=1.5 x 1 =1.5 mm ha2=ha* m =1.5 x 1 =1.5 mm 齒根高h(yuǎn)f1=（ha*+c*）m = 1.5 x（1+0.25）=1.875 mmhf2=（ha*+c*）m = 1.5 x（1+0.25）=1.875 mm齒頂圓直徑da1=（z1+2 ha*）m=d1+ 2ha*=63+2=65 mmda2=（z2+2 ha*）m=d2+ 2ha*=52.5+2=54.5 mm齒根圓直徑df1=（z1+2ha*-2c*）m =（46-2x1-2x0.25）x1.5=59.3081 mmdf2=（z2+2ha*-2c*）m =（35-2x1-

5、2x0.25）x1.5=49.2 mm齒距P=m =3.14 x 1.5 =4.71 mm基圓齒距（法向齒距） Pb=pcos=4.17 x cos20°=4.426 mm齒厚S=m/2 =3.14 x 1.5 x 0.5 =2.355 mm齒槽寬e=m/2 =3.14 x 1.5 x 0.5 =2.355 mm頂隙c= c* m =0.25 x 1.5 =0.375 mm桿長計算對于桿AB： O2A = H2 = 362 =18 mm由桿長O2A/AB=0.35，得 AB = 180.35 =51.43 mm1.2.2.12.2 機(jī)構(gòu)各構(gòu)件尺寸確定齒輪參數(shù)列表如下：參數(shù)齒輪1齒輪2

6、齒數(shù) z4235齒輪轉(zhuǎn)速/ rpm200240齒輪正確嚙合時的壓力角20.67°模數(shù)m / mm1.5標(biāo)準(zhǔn)中心距d /mm57.75模數(shù)m / mm1.5齒厚Sa/mm2.355基圓直徑/mm59.249.3分度圓直徑/mm6352.5齒根圓直徑/ mm59.3149.2齒頂圓直徑/mm6554.5齒頂高/mm1.51.5齒根高/mm1.8751.875齒距/mm4.71桿長O2A /mm18 桿長AB /mm51.43由上述計算可得到齒輪嚙合傳動的重合的大于1，滿足連續(xù)傳動要求，齒厚大于0.4m (m=1.5)，所以也滿足要求，所以設(shè)計的齒輪參數(shù)正確。1.2.2.12.22.3 機(jī)

7、構(gòu)兩個位置的運(yùn)動簡圖見A2圖紙1.2.2.52.62.722.12.22.32.4 對兩個位置進(jìn)行速度和加速度分析滑塊B運(yùn)動分析由已知條件和相關(guān)數(shù)據(jù)得：O2ACOS= ABSin（32-）即：O2ACOS+ ABCOS= 0對于B點(diǎn)：yb=O2ASin- AB COS（32-）= O2Asin+ ABSinCOS= (O2Acos）AB 那么：Sin=1-(O2A cos)2AB2 即：yb = O2ASin + AB1-(O2A×cos)2AB2 即 為B點(diǎn)的位置縱坐標(biāo)針桿運(yùn)動分析1速度分析因為取縫紉機(jī)針桿在下極限位置是對應(yīng)的曲柄位置為起始位置即 此時=110° VB =

8、 VA + VBA大小: ？ O2A*lO2A ?方向： BA O2A ABO2A=2n260=2*3.14*24060=25.12radsVA=O2A*lO2A=452.16 mm/s取比例尺為v=VAPa=5 則 Pa=452.16/5=90.4321.取一點(diǎn)p，過p點(diǎn)作pa防線垂直于O2A向上2.過a作ab方向垂直AB向上（見附紙圖1-2）得：VB=v*Pb VAB=v*ab AB=VABAB=v*ab AB解得：VB=5*15=75 mm/s VAB=5*85=425 mm/s AB=425/51.43=8.26rads(2)加速度分析aB = aA + aBA + aBAn大?。?？

9、 O2A2*lO2A ? AB2*AB方向： BA AO2 AB BA代入已知得 aA=25.122*18=11358.25 mm/min2 aBAn=8.262*51.43=3508.95 mm/min2取比例尺為a=aAPa=1000則PaA11.36 mm PaBAn3.5 mm 1.取一點(diǎn)p，過p作pa，方向沿A指向O22.過a作aba，方向上垂直AB向上3.過a作aban，方向沿B指向A（見附紙圖1-3）則：aB=Ua*l14=1000*8.4=8400 mm/min2（1） 當(dāng)針桿位于位置時即 此時=295°VB = VA + VBA大小: ？ O2A*lO2A ?方向：

10、BO2 O2A ABO2A=2n260=2*3.14*24060=25.12radsVA=O2A*lO2A=452.16 mm/s取比例尺為v=VAPa=5 則 Pa=452.16/5=90.4321. 取一點(diǎn)p，過p點(diǎn)作pa防線垂直于O2A向上2. 過p做直線l，方向沿BO23. 過點(diǎn)a作直線交l于b（見附紙圖2-2）得：VB=v*Pb VAB=v*ab AB=VABAB=v*ab AB由已知解得：VB=5*47=235 mm/s VAB=5*73=365 mm/s AB=365/51.43=7.1rads(2)加速度分析aB = aA + aBAn + aBA 大?。?？ O2A2*O2A AB2*AB ？方向：BA AO2 BA AB取比例尺為: a=aAPa=1000代入已知得 aA=25.122*18=11358.25 mm/min2 aBAn=7.12*51.43=2592.59 mm/min21.取一點(diǎn)p，過p作pa，方向沿A指向O22.過a作aba，方向上垂直AB 3.過a作ab