南航机械原理缝纫机课程设计

目

录

1． 设计题目…………………………………………………2 2． 原始数据…………………………………………………3 3． 齿轮设计…………………………………………………4 4． 杆件长度的计算…………………………………………6 5． 主要计算结果……………………………………………7 6． 用解析法对滑块进行B 运动分析………………………9 7． 用图解法对两个极限位置和一个一般位置进行运动分

析..................................................................12 8． E 点的运动轨迹................................................17 9． MATLAB 程序代码.............................................19 10 B 点的位移、速度、加速度数据...........................20 11 E 点的坐标数据................................................21 12．参考书目 (22)

1 设计题目

缝纫机导线及紧线机构设计及其运动分析

结构示意图:该机构由1O 轴上齿轮驱动齿轮2，2O 轴上还固接有曲柄A O 2和C O 2，曲柄滑块机构AB O 2的滑块为缝纫针杆，曲柄摇杆机构DC O O 32的连杆上点E 为紧线头，针杆与紧线头协调动作，完成缝纫和紧线过程。

原始数据

3 齿轮设计

由传动比公式知可取146z =，140z =。 1，标准中心距 2，齿轮啮合时的压力角

由 cos cos d d αα''=

得 cos 73.75cos 20

arccos arccos 20.716554

d d αα'===' 3，分度圆直径 4，基圆直径

5，变位系数

由 1212

2()

tan x x inv inv z z ααα+'=++ 即 122()

20.7165tan 20204640

x x inv inv +=

++

得 120.20108x x += 取 120.05108,0.15x x == 6，中心距变动系数 7，齿高变动系数 8，齿轮机构的传动类型

正传动

9，齿顶高 10，齿根高 11，齿顶圆直径 12，齿根圆直径 13，齿顶圆压力角 14，分度圆上的齿厚 15，齿顶厚

经检验 10.40.4 1.250.5a s m mm >=⨯=

16，重合度

112211

[(tan tan )(tan tan )][46(tan 26.0167tan 20.7165)2240(tan 27.2967tan 20.7165)] 1.6835

a a a z z εααααππ''=-+-=⨯-+

⨯-= 经检验(1.1~1.2)a ε>

4 杆件长度计算

由针杆冲程H 可得

由

20.3O A AB

l l = 得

设D 的两个极限位置为12,D D

所以，在132D O D ∆中 由余弦定理得 所以，有以上两方程得

由于 1.3DE

CD

l l = 所以 1.345.8389159.59058DE

l mm =⨯=

5 主要计算结果

6 用解析法对滑块进行B 运动分析

所以 2cos cos 0

O A AB l l ϕθ+=

由以上两式可得 对应的位移曲线如下 对上式求导得

对应的速度曲线如下 再对上式求导得

222

2

322

22322

5.4cos 2(10.09cos

)0.1215sin 218sin [1(0.3cos )]

5.4cos 2(10.09cos )0.1215sin 210442.03827sin 580.11324[1(0.3cos )]

B a ϕϕϕ

ϕϕϕ

ϕϕϕϕ

ϕϕ--=-----=-⨯-⨯

-对应

的加速度曲线图如下

7 用图解法对两个极限位置和一个一般位置对应的速度加速度

计算，并将结果与解析法的结果比较

1 极限点一：90ϕ= 1.1速度分析

速度比例尺：()

100v mm s cm μ=

大小： 2

2O A O A ω ?

方向： B A → 2O A ⊥ BA ⊥

由图可得（图见坐标纸）

1.2加速度分析

加速度比例尺：

2()

2000

a mm s cm μ=

大小： ？ 22O A l ϕ ？ 2AB AB l ω 方向： B A → 2A O → BA ⊥ B A → 由图可得（图见坐标纸）

22000 3.67200

B a mm a a s μπ'=⋅=⨯= 方向水平向右

由解析法得到的结果如下

27309.4285B mm a s = 方向水平向右

2极限点二： 270

ϕ

=

2.1速度分析

速度比例尺：()

100v mm s cm μ=

大小： ？ 2

2O A O A ω ？

方向： B A → 2O A ⊥ BA ⊥ 由图可得（图见坐标纸） 2.2加速度分析

加速度比例尺 ：

2()

2000

a mm s cm μ=

大小： ？ 22O A l ϕ ？ 2AB AB l ω

方向： B A → 2A O → BA ⊥ B A → 由图可得（图见坐标纸）

22000 6.813600B a mm a b s

μπ'=⋅=⨯= 方向水平向左

由解析法得到的结果如下

213574.64975B

mm a s = 方向水平向左

3 一般位置 24

ϕ

=

3.1速度分析

速度比例尺：()

100v mm s cm μ=

大小： ？ 2O A l ϕ ？ 方向： 2B O → 2O A ⊥ AB ⊥ 由图可得（图见坐标纸） 3.2加速度分析