机械原理课程设计-缝纫机导针机构设计及其运动分析

目录

1 设计任务.................................................. (2)

1.1设计题目 (2)

1.2机构简介 (2)

1.3设计要求及原始数据 (3)

2 设计方案及过程.............................. .......... .. (4)

2.1设计选定数据 (4)

2.2机构各构件尺寸确定 (6)

2.3机构两个位置的运动简图 (6)

2.4对两个位置进行速度和加速度分析 (6)

2.5B点的运动轨迹及位移、速度、加速度线图 (10)

3 设计总结..................................... . (12)

4 心得体会..................................... ........... ..12 参考文献........................................ .. (12)

1.设计任务

1.1设计题目

缝纫机导针机构设计及其运动分析1.2机构简介

机构示意图：该机构由O

1轴上齿轮1驱动齿轮2，O

2

轴上还固接有曲柄O

2

A和

O 2C，曲柄滑块机构O

2

AB的滑块为缝纫针杆，曲柄摇杆机构O

2

O

3

DC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。

1.3 原始数据

压力角︒=20α，齿顶高系数1*=a h ，顶隙系数25.0*=c 。 杆O 3D 摆角范围：。

2. 设计方案及过程

2.1 设计选定数据

齿轮设计 由传动比公式

8333.0240

200

//122112==

==Z Z n n i 得：可取z1=42 z2=35 则： ⑴标准中心距 d=

m （z 1+z 2）2

=

1.5（42+35）

2

=57.75 mm

⑵齿轮正确啮合时的压力角 d •cos α=d'•cos á 即：á=arccos d cos αd′

=arccos

54xcos20°

55

=20.67°

⑶分度圆直径

d 1=mz 1=1.5 x 32 =63 mm d 2=mz 2=1.5 x 40 =52.5 mm

⑷基圆直径

d b1=d 1cos α=63 x cos20°=59.20064 mm

d b2=d 2cos α=52.5x cos20°=49.33386 mm

⑸齿轮机构的传动类型 正传动 ⑹齿顶高

h a1= h a *

m=1.5 x 1 =1.5 mm

h a2=h a

* m =1.5 x 1 =1.5 mm

⑺齿根高

h f1=（h a *

+c *

）m = 1.5 x （1+0.25）=1.875 mm h f2=（h a *

+c *）m = 1.5 x （1+0.25）=1.875 mm

⑻齿顶圆直径

d a1=（z1+2 h a*）m=d1+ 2h a*=63+2=65 mm

d a2=（z2+2 h a*）m=d2+ 2h a*=52.5+2=54.5 mm

⑼齿根圆直径

d f1=（z1+2h a*-2c*）m =（46-2x1-2x0.25）x1.5=59.3081 mm

d f2=（z2+2h a*-2c*）m =（35-2x1-2x0.25）x1.5=49.2 mm

⑽齿距

P=πm =3.14 x 1.5 =4.71 mm

⑾基圆齿距（法向齿距）

P

b

=p cosα=4.17 x cos20°=4.426 mm

⑿齿厚

S=πm/2 =3.14 x 1.5 x 0.5 =2.355 mm

⒀齿槽宽

e=πm/2 =3.14 x 1.5 x 0.5 =2.355 mm

⒁顶隙

c= c*m =0.25 x 1.5 =0.375 mm

杆长计算

对于杆AB：

O2A = H

2

=

36

2

=18 mm

由杆长O2A/AB=0.35，得

AB =

18

0.35

=51.43 mm

2.2机构各构件尺寸确定

齿轮参数列表如下：

由上述计算可得到齿轮啮合传动的重合的大于1，满足连续传动要求，齿厚大于0.4m (m=1.5)，所以也满足要求，所以设计的齿轮参数正确。

2.3机构两个位置的运动简图

见A2图纸

2.4对两个位置进行速度和加速度分析

滑块B运动分析

由已知条件和相关数据得：

O 2A•COSψ= AB•Sin（3

2

π-θ）

即：

O

2

A•COSψ+ AB•COSθ= 0 对于B点：

y b =O 2A •Sin ψ- AB • COS （3

2π-θ）= O 2A •sin ψ+ AB •Sin ψ COS θ= (O 2A •cos ψ）

AB

那么：

Sin θ=√1−[

((O 2A • cos ψ)2

AB 2

]

即：y b = O 2A •Sin ψ + AB •√1−[(O 2A×cos)2

AB 2

]

即 为B 点的位置纵坐标

针杆运动分析 1速度分析

因为取缝纫机针杆在下极限位置是对应的曲柄位置为起始位置 即 此时φ=110°

V B

→ = V A

→ + V BA

→

大小: ？ ωO 2A ∗l O 2A ? 方向： B →A ⊥O 2A ⊥AB ωO 2A

=2πn 260=2∗3.14∗240

60

=25.12rad s ⁄

V A =ωO 2A *l O 2A =452.16 mm/s

取比例尺为μv =V

A

→

Pa =5

则 Pa =452.16/5=90.432

1.取一点p ，过p 点作pa 防线垂直于O 2A 向上

2.过a 作ab 方向垂直AB 向上 （见附纸图1-2）

得：V B

→ =μv ∗Pb V AB

→ =μv ∗ab ωAB =

V AB AB

=

μv ∗ab AB

解得：