缝纫机机械设计 余哲

1. 绘制机构简图
2.求针头的速度Vg机构简图
= • =63rad/s×32mm =2016mm/s
因为B、C为同一构件上的两点，所以有
= +
方向： ∥CD ⊥AB ⊥BC
大小： ?√√
取点作为速度图的极点，选取µv = 10(mm/s)/mm
+ =
大小： ？√ √
方向： ⊥EF√∥EF
继续作图求得 ，再根据速度影像原理，求得Vg
（3）收线和送料当摆梭把线环刚绕过梭心套中线时，挑线杆就开始向上运动。由于夹线器对面线通过时产生的阻力，在挑线杆向上运动，给面线线环造成一个拉力，使之紧贴在梭心套外壁上。随着摆梭到达顺时针方向的极限位置和挑线杆的向上运动，在面线的拉力的作用下，线环脱离摆梭叉口处的斜面，向上收缩。由于底线就绕在梭心中，当线环绕过梭心套的时候，面线也就套住了底线。就在线环收宿到接触底线时，摆梭又开始向逆时针方向旋转。此时，由于挑线杆迅速向上运动，把缩小了的线环从摆梭尾部与摆梭托的空隙中拉出来。此时，送布牙已露出针板、机针也上升到最高位置。摆梭逆时针转动时，利用其外侧的翼形斜面给底线一定的张力，此张力与梭皮对底线的压力相配合，与面线对它的拉力相对应，以收紧底线和从梭心中拉出供下一个线迹使用的底线线段。随着挑线杆的继续上升，加上送布牙向前送布时对缝线的作用力，使套住底线的面线环收紧在两层缝料的中间，形成了一个双线连锁线迹。随着机针的向下运动，又开始下一个线迹的循环过程。
现就皮带机构和链条机构进行分析：
机构名称
优缺点
适用范围
皮带机构
制造容易，材料便宜，传动平稳，可以实现远距离传输，重载荷情况下传动效率低
中高速，较低载荷的传动，需要经常拆装的机构
链条机构
制造相对比较容易，材料价格较高，传动平稳，可以实现远距离传输。
高速，较大载荷传动，不需要经常装卸的机构
五、数据计算
以挑线机构和下针机构的改进为例计算为例，一般缝纫机的主轴转速为600 n/min即n=600r/min,机构尺寸： 32mm, =100mm, =28mm, =90mm。原动件1的角速度为 =63rad/s逆时针方向回转，使用图解法求图示机构位置时缝纫机机头和挑线器摆杆FG上G点的速度和加速度。
18世纪中叶工业革命后，纺织工业的大生产促进了缝纫机的发明和发展。1790年，英国首先发明了世界上第一台先打洞、后穿线、缝制皮鞋用的单线链式线迹手摇缝纫机。1841年，法国人发明了机针带钩子的链式线迹缝纫机。1851年，美国工人I. M.胜家发明了锁式线迹缝纫机，并成立了胜家公司。这一时期的缝纫机基本上是手摇式的。
Vg =µv• =1102.5 mm/s
3.加速度分析
= + +
大小：？ ?
方向：∥AC B→A C→B ⊥BC
以 作加速度多边形如图所示，再利用加速度影像求得 ,然后利用重合点 E 建立方程
+ = + +
继续作图，则矢量 就代表了 ,再利用加速度影像求得
= =84.1 m/
六、总体结构运动简图
机构简图
八、运动循环图
运动循环图
循环图以下针机构匀速为参照，下针机构、挑线机构和送布机构Y位移以针板为零平面，绕线机构开始为原点顺时针为正位移，送布机构X方向向后为正，具体轨迹如下图：
九、小结
为其两周的机械课程设计结束了，说是两周，实则一周半，第因为中间要有几门课程要考试，因而无暇搞设计，两周的时间紧迫，于是不得不晚上和周末抽时间来继续搞设计。
缝纫机机械设计说明书
小组成员：申石龙、王超、贾钦智、沈力军、余哲、高丹
指导老师：李盛林、马蓉
制作人：余哲
目录
一、缝纫机历史
二、设计目的
三、运动分析
四、方案拟定及比较
五、数据计算
六、总体机构运动简图
七、各个主要机构的运动原理
八、运动循环图
九、小结
一、缝纫机历史
最早期的缝纫机即是用单根、双根及多根线和机针将布料或皮革缝合，或在缝料上缝缀装饰线迹的机器。应用于家庭、工业和服务企业。
当然我们的知识储备还不够，不能进行精确的分析。我们会继续完善自己的知识，让自己的专业素质更加完善。
四、方案拟定及比较
缝纫机的可以进行改进和替换，以我们现有的知识只能进行一部分的替换，但很可能没有原机构完美与合理，只能进行部分替换。常用的机械传动部件有螺旋传动、齿轮传动、皮带传送、链条传动。其主要功能是传递转矩和转速。带传动、涡轮蜗杆及各类齿轮减速器即各类齿轮减速器(如谐波齿轮减速器)既可进行升速或者减速，也可以进行转矩大小的变换。
(1)踏板 （2） 连杆 （3）大轮 （4）摆轴 （5）送布轴
（6）牙叉 （7）大连杆 （8）皮带 （9）上轮 （10）上轴
（11）挑线杆 （12）小连杆 （13）针杆
七、工作原理
挑线机构：（8）、（9）、（10）
绕线机构：（8）、（7）、（4）、（2）
下针机构：（8）、（10）、（11）
送布机构：（8）、（7）、（6）、（5）、（3）、（1）
作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的，我们在这次设计过程中充分体现到了这种重要性，我们的机构简图就是用cad画出来的。我们也考虑到用三维软件画出机构的动画设计，但是我们对软件的功能还不能完全了解，所以也就没有弄成，不过我们会在课下的时候学习各种软件知识。
另外，课堂上也有部分知识掌握的不是特别清楚，于是我又不得不边学边用，时刻巩固所学知识，这也是我做本次课程设计的第二大收获。还有就是我们组员之间的合作也是让我们难忘的，在拆缝纫机的过程中，我们遇到了各种问题，好多的过盈配合让我们不知道该怎么办，后面我们讨论之后采用慢慢敲击的方法把他们分开。在讨论的过程中让我们对缝纫机的机构及其运动原理有了更深的了解。
作为一名机械设计制造及自动化专业大二，同时也将迈进大三的学生，我觉得能做这样的课程设计对于我们而言是非常新鲜同时也是非常有意义的。在已度过的两年的大学生活里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，并不知道如何去面对现实中的各种机械设计？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？而这样的设计就给了我们很好的锻炼的机会。在去年暑假做的测绘实习中，我们学到了如何准确的测量零件的尺寸，如何在绘制图纸的时候布图，以及零件之间的各种配合关系。还有学校工厂进行的金工实习，让我们见到了我们专业用到的各种机械加工机床，初步掌握了各种机床的功能。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书。
1859年，胜家公司发明了脚踏式缝纫机。从托马斯和爱迪生发明了电动机后，1889年，胜家公司又发明了电动机驱动缝纫机。从此开创了缝纫机工业的新纪元。
1940年，瑞士爱尔娜公司发明了采用筒式底版铝合金铸机壳、内装电动机的便携式家用缝纫机。1950年以后，进一步发展了家用多功能缝纫机。
二次世界打战以后，原西德、意大利以及日本缝纫机工业发展很快，欧洲各国除仍然生产高档传统家用缝纫机的公司以外，大多企业开始生产工业用缝纫机。在此时期，日本缝纫机企业在政府的资助下，开始生产廉价的缝纫机，并销往美国及世界各地。
（2）钩线和扩大线环在机针开始从最低位置向上回升时，摆梭也从逆时针方向的极限位置开始向顺时针方向转动。当机针从最低位置回升2~3毫米时，线环的形状完全满足摆梭尖钩线的要求，就在这一瞬间，摆梭尖应正好到达机针短槽线环处与机针重合。随着摆梭继续顺时针方向转动，摆梭尖钩住了面线的线环。摆梭继续顺时针旋转，梭床盖的分线斜面将线环分到摆梭的两侧，使线环扩大并绕过装在摆梭内的梭心套。在此期间，挑线杆迅速下降，以供给摆梭扩大线环所需的线段。机针继续向上运动退出缝料。此时，送布牙在针板下面也回到起始位置并向上运动。
70年代初期，工业先进国家的家用缝纫机市场已趋饱和，日本企业，在劳动力成本不断提高的情况下，也不得不转向生产工业用缝纫机，而韩国特别是台湾抓住机会,使得缝纫机工业崛起,生产中、低档缝纫机并投入国际市场。
1975年，胜家公司又发明了电脑控制的多功能家用缝纫机，此后又逐步用于工缝纫机，常用于生产的缝纫机约为600种。
二、设计目的
通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。
三、运动分析
缝纫机的主要工作部分分为挑线机构、绕线机构、下针机构和送布机构。四机构相互配合共同完成缝纫工作，工作主要由线环的形成、钩线和扩大线环收线和送料三个过程。
（1）线环的形成机针从最高位置向下运动，在缝针没有接触缝料之前，挑线杆向上运动完成收紧上一个线迹的工作，并从线团里拉出形成下一个线环所需的面线。与此同时，送布牙也完成向前推送缝料的动作，开始向针板下方运动。此时摆梭已经开始逆时针方向旋转（面对摆梭而言），当机针刺布、穿过缝料并达到最低位置时，摆梭逆时旋转也到极限位置。在这期间挑线杆是向下运动的，以松驰面线，供机针向下引线用。接着机针开始回升，由于机针短槽一侧的缝料对面线的阻力作用，此段面线滞留在缝料之下（不象机针长槽一侧面线随机针上升），加上梭床盖对机针长槽一侧面线的阻拦作用，结果就在机针短槽一侧（即靠摆梭尖运转轨迹的一侧）形成了一个梨形的线环。在线环形成最佳状态时，挑线杆暂停向下运动，以免影响线环的形状。这时送布牙在针板之下向原来位置退回，所以对线环和缝料均无影响。