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:

K_l = (1)

L – действительные размеры кинематического звена, м;

l – размер этого звена на кинематической схеме, мм.

K_l = 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 К_l, 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 S_в. Опустив из точки А перпендикуляр А₁С на линию движения игловодителя О₁В₁ получим:

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

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

S_в = (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

S_в = r^.(1 – cosφ) – (6)

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

S’_в = υ_В = = ω^.r^.(sinφ + ) (7)

S’’_в =а_В = = ω^2.r^.(scosφ + ) (8)

График перемещения точки В

График скорости точки В

График ускорения точки В

Рисунок 3