Рефетека.ру / Промышленность и пр-во

Курсовая работа: Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

КГТУ

кафедра «дизайн и технология изделий легкой промышленности»


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


К курсовому проекту по дисциплине «Оборудование для швейного производства и основы проектирования оборудования»


на тему «Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины»


Автор проекта Горбункова М.В.

(подпись, дата) (инициалы, фамилия)

Специальность 260901 «Технология швейных изделий»

(номер, наименование)


Обозначение курсового проекта КП 2068448-260901-03-07 Группа ТШ-51


Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машиныКинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машиныРуководитель проекта ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ Ноздрачева Т.М.

(подпись, дата) (инициалы, фамилия)


Работа защищена Оценка

Члены комиссии__________________________ Данилова С. А.


Курск 2007

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по дисциплине

«Оборудование для швейного производства и основы проектирования оборудования»


Студентка кафедры «Дизайна и технологии изделий легкой промышленности» III курса ТШ-51 группы

Горбункова Марина Владимировна

(фамилия, имя, отчество)


Тема проекта «Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины»

Исходные данные кинематическая схема механизмов иглы и нитепритягивателя швейной машины 1022 класса; частота вращения главного вала машины – 4800 мин-1; координаты Х и У неподвижного шарнира О2 соединительного звена нитепритягивателя – 18, 26; размеры звеньев механизмов иглы и нитепритягивателя: О1А-14 мм, О1С-12 мм, АС-9 мм, АВ-35 мм, О2Д-24 мм, СД-24 мм, ДЕ-31 мм, СЕ-51 мм; сила полезного сопротивления – 80 сН; масса звеньев механизма иглы: кривошип – 0,019 кГ, шатун – 0,19 кГ, ползун – 0,03 кГ.


Основные вопросы, подлежащие разработке:


Введение

Построение кинематических схем и разметка траекторий.

Расчет скоростей звеньев механизма и отдельных точек, построение плана скоростей.

Расчет ускорений звеньев механизма и отдельных точек, построение планов ускорений.

Силовой анализ механизма иглы. Построение планов сил.

Заключение


Перечень материалов, предоставляемых к защите:


Пояснительная записка 15-20 листов

Графическая часть на 1 листе формата А1


Срок предоставления к защите__________________________

Руководитель проекта Ноздрачева Т.М____________

Задание к исполнению принял___________________________


СОДЕРЖАНИЕ


Введение

1. Построение кинематической схемы и траекторий рабочих точек механизмов иглы и нитепритягивателя

2.Определение скоростей звеньев механизмов иглы и нитепритягивателя

3.Определениеускорений звеньев механизмов иглы и нитепритягивателя и построение плана ускорений

4.Силовой анализ механизмов

Заключение

Список используемой литературы

Приложения

ВВЕДЕНИЕ


Целью курсового проекта является обобщение, углубление и закрепление знаний, полученных мною на лекциях и при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Оборудование для швейного производства и основы проектирования оборудования», и их применение при решении технических, технологических, научных и экономических задач, возникающих при проектировании швейного оборудования.

В процессе работы должна ознакомиться с основными этапами проектирования швейного оборудования, глубоко изучить технологический процесс, осуществляемый на универсальной швейной машине, научиться составлять и анализировать кинематические схемы исполнительных механизмов. Также я должна освоить методику проведения перемещений, скоростей, ускорений звеньев механизмов и их отдельных точек, научиться устанавливать законы изменения во времени этих величин, определять силы, действующие на звенья механизмов, реакции в кинематических парах и давления на станину машины. Таким образом, я должна научиться решать задачи кинематического и динамического анализа механизмов, необходимого для выполнения расчетов проектируемого швейного оборудования.

При выполнении курсового проекта нужно учитывать основные задачи, стоящие перед швейной промышленностью по техническому перевооружению производства, применению современных средств механизации и автоматизации оборудования, созданию конкурентоспособного оборудования, экономному использованию материальных и трудовых ресурсов.

1 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.

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины
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:

Kl = Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (1)

L – действительные размеры кинематического звена, м;

l – размер этого звена на кинематической схеме, мм.

Kl = 0,014/56=1/4000=0,00025(м/мм)

Частота вращения главного вала, n, мин-1

Звено

О1А,

мм

Звено

О1С,

мм

Звено

АС,

мм

Звено

АВ,

мм

Звено

О2D,

мм

Звено

О2Х,

мм

Звено

О2Y,

мм

Звено

СD,

мм

Звено

DE,

мм

Звено

CE,

мм

5200 14 12 9 35 24 18 26 24 31 51
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 Кl, 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

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машиныО1 А =Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и О1 С =Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины 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


Масштаб длин, Kl ,

м/мм

Звено

О1А,

мм

Звено

О1С,

мм

Звено

АС,

мм

Звено

АВ,

мм

Звено

О2D,

мм

Звено

О2Х,

мм

Звено

О2Y,

мм

Звено

СD,

мм

Звено

DE,

мм

Звено

CE,

мм

0,00025 56 48 36 140 96 72 104 96 124 204
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 Sв. Опустив из точки А перпендикуляр А1С на линию движения игловодителя О1В1 получим:

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

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

Sв = (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)


Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины


Рисунок 2.

Разложим cosβ в степенной ряд, получим

cosβ = 1 - Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины + Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины +...... (5)

влияние 3 и 4 ..... множителей не имеет значения, ими можно пренебречь, тогда получим выражение и подставим его в формулу (2), получим

Sв = r.(1 – cosφ) –Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (6)

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

S’в = υВ = Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины = ω.r.(sinφ + Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины) (7)

S’’в =аВ = Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины = ω2.r.( scosφ + Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины) (8)


График перемещения точки В


Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

График скорости точки В


Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

График ускорения точки В


Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Рисунок 3

2 Определение скоростей звеньев механизмов иглы и нитепритягивателя


Если точка звена находится в движении относительно стойки и относительно подвижной точки другого типа, то определяются нормальные ускорения для обоих движений, а касатель­ные ускорения находятся графически. При этом вектор нормально­го ускорения точки при движении ее относительно стойки откла­дывается из полюса плана, а при движении относительно под­вижной точки — из конца ускорения этой точки.

При определении скоростей и ускорений задается закон движения ведущего звена. Закон движения задается частотой и направлением вращения ведущего звена. Так как ведущим звеном является кривошип 1, его частота вращения постоянна, т.е. он вращается равномерно, а, следовательно, ωО1А=const. Направление движения ведущего звена - по часовой стрелке.

Скорости точек А (механизма иглы) и С (механизма нитепритягивателя) рассчитываются по формулам:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (9)

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (10)

Векторы скоростей Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины направлены пер­пендикулярно радиусам О1А и O1C в сторону вращения этих звеньев (Кv, м/(с.мм) масштаб плана скоростей, который выбирается произ­вольно с учетом размеров чертежа).

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (11)

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (12)

План скоростей начинают строить с выбора произвольной точ­ки на чертеже, которая называется полюсом скоростей (PV). Скорости откладывают в соответствии с масштабом скоростей:

Скорость точки D на плане скоростей определяется путем со­вместного решения двух векторных уравнений, (она принадлежит звеньям 4 и 5) сложением векторов:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (13)

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машиныПри определении скорости движения точки D за полюсы вра­щения принимаются точки С и О2 . В соответствии с правилами сло­жения векторов из конца первого вектора Vc провопят линию дейст­вия скорости Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Затем из полюса Pv проводят линию дейст­вия скорости Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины(Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины так как первый вектор Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины= 0). Пересечение линий действия скоростей Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машиныи Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины определяет положение точки d на плане скоростей. Далее все векторы скоростей направляют к найденной точке d и получают дли­ны векторов скоростей Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машиныв выбранном масштабе пла­на скоростей КV.

Скорость движения точки Е, (глазка нитепритягивателя) опре­деляют по двум векторным уравнениям:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (14)

где Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Соединив полюс PV с точкой е, получают вектор скорости точ­ки Е, т.е.

VE = VO . e результате построения треугольник cde дол­жен быть подобен треугольнику CDE. Все стороны их должны быть взаимно перпендикулярны и сходственно расположены.

На основании подобия треугольников cde и CDE положение точки е на плане скоростей можно определить путем построения от линии cd треугольника cde подобного треугольнику CDE, не решая двух уравнений.

Положение точки е на плане скоростей можно найти также методом засечек.

Скорость движения точки В игловодителя определяют путем решения двух векторных уравнений:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (15)

В соответствии с правилами сложения векторов из конца первого вектора Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины проводят линию действия скорости Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Далее из полюса Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины проводят линию действия скорости Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины в направлении перемещения игловодителя (вертикально), так как первый вектор Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Пересечение линий действия скоростей Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины определить положение точки в на плане скоростей.

3 Определение ускорений звеньев механизмов иглы и нитепритягивателя и построение плана ускорений


Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (16)

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (17)

При ω=const касательная составляющая ускорений Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины= 0, Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины= 0.

Для построения плана ускорений выбирается масштаб ускоре­ний Ka, м/(с2*мм), который рассчитывается как:

Ka = Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (18)

Из произвольно выбранной точки - полюса плана ускорений откладывают (Ра) - откладывают вектор ac = Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины направленный по линии CO1 к полюсу вращения О1 . В результате на плане ускорений получают точку с, к которой направлен вектор aoC = ac .

Линейное ускорение точки D определяют путем решения сле­дующих векторных уравнений:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, (19)

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машиныгде a02 = 0 (точка О2 неподвижна).

Величины нормальных составляющих ускорений, входящих в систему уравнений (19) определяют по формулам:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины= Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины = Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины= Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины ; (20)

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины= Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (21)

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машиныКинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Векторы касательных составляющих ускорений, входящих в систему уравнений (10) на плане ускорений направляют следующим образом:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

В соответствии с уравнением (10) из конца вектора Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, т.е. точки с, на плане ускорений проводят вектор Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины параллельно линии CD в направлении от точки D к полюсу вращения – точке С (вниз). Далее из конца вектора Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины проводят перпендикуляр – линию действия Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины.

Во втором векторном уравнении (10) вектор Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, поэтому из полюса ускорений Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины проводят вектор Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины параллельно линии Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины в направлении от точки Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины к точке Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (влево). Из конца этого вектора проводят перпендикуляр к нему – линию действия Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Пересечение линий действий касательных ускорений определяет положение точки d на плане ускорений.

Соединив полюс плана ускорений точку Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины с точкой d, получают вектор ускорения Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. При этом все ранее построенные векторы направлены к точке d.

Теорема подобия справедлива и для плана ускорений. Поэтому значительно проще найти положение точки е на плане ускорений, построив от линии cd треугольник cde, подобный треугольнику CDE на схеме механизма и сходственно с ним расположенный.

Для нанесения на план ускорений точки е можно использовать метод засечек так же, как и при построении плана скоростей. Для этого соответственно из точек d и c в нужном направлении делают засечки дуг радиусами, равными длине векторов Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, мм:


Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (22)

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

На следующем этапе кинематического анализа из полюса плана ускорений Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины откладывают вектор Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины направленный по линии ОА1 к полюсу вращения О1. В результате на плане ускорений получают точку а, к которой направлен вектор Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины.

Линейное ускорение точки В определяют путем решения следующих векторных уравнений:


Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (23)

где Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины=0 (точка О1 неподвижна).

Вектор нормальный составляющей ускорения Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, входящей в систему уравнений (23) определяют по формулам:


Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. (24)

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Вектор касательной составляющей ускорения Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, входящих в систему уравнений (23) на плане ускорений направляют следующим образом: Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины.

В соответствии с уравнениями (14) из конца вектора Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, т.е. точки а, на плане ускорений проводят вектор Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины параллельно линии АВ в направлении к полюсу вращения – точке Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Далее из конца вектора Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины проводят перпендикуляр – линию действия Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины.

Во втором векторном уравнении (14) вектор Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, поэтому из полюса ускорений Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины проводят вектор Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины параллельно линии Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины в направлении к точке Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Пересечение линий действий касательного ускорения Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и ускорения Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины определяет положение точки в на плане ускорений.

Для нанесения на план ускорений точек центров тяжести, можно воспользоваться теоремой подобия. Например, для точки Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины - центра тяжести звена 5 – можно составить пропорцию:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (25)

и полученный отрезок отложить из полюса Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины по направлению к точке Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины.

План ускорений позволяет определить линейное ускорение любой точки на всяком звене, Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, используя следующие формулы:


Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (26)


Построив план линейных ускорений, можно определить угловые ускорения, Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, звеньев механизма:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (27)

Таблица 3: данные для построения ускорений механизмов иглы и нитепритягивателя



Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

11 0,54 3,4 64 106 0,028
1 2,9 1,9 43 70 0,058
2 45,4 2 64 106 0,008

4 Силовой анализ механизма


Силовой анализ выполняется с целью определения усилий между звеньями в кинематических парах и уравнивающей силы и момента на главном валу. Эти задачи имеют большое практическое значение. На основании первой задачи решается вопрос о коэффициенте полезного действия машины, вторая задача позволяет определить необходимую мощность двигателя для приведения в действие машины.

Силовой анализ необходим для расчета прочности звеньев, кинематических пар и станин механизмов или машин при их проектировании.

Силовой анализ проводят в порядке, обратном кинематическому анализу, т.е. начинают с наиболее удаленных от ведущего звена структурных групп и заканчивают структурной группой первого класса, состоящей из стойки и ведущего звена, т.е. кривошипа.

Началом силового анализа является определение сил, действующих на звенья механизмов. Такими силами являются силы тяжести звеньев Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, силы полезного сопротивления Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, силы инерции Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и другие внешние силы.

Силы тяжести обычно определяются взвешиванием звеньев. Эти силы прикладываются в центрах тяжести звеньев. Силы полезного сопротивления зависят от выполняемого технологического процесса. Они устанавливаются экспериментально и прикладываются в рабочих точках механизма.

Силы инерции рассчитываются по формуле

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, (28)

где m – масса звена, г;

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины- ускорение центра тяжести звена, Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины.

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Силы инерции приложены в центре тяжести звена и направлены в сторону, противоположную его ускорению.

Если звено находится в сложном (плоскопараллельном) движении, то одновременно возникает сила инерции, направленная против ускорения центра тяжести, и момент пары сил инерции, направленный против углового ускорения звена.

Эта сила и момент заменяются одной результирующей силой инерции, равной произведению массы звена на ускорение его центра тяжести и приложенной в некоторой точке k.

Положение точки k, к которой приложена результирующая сила инерции, определяет плечо h, величина которого вычисляется по формуле

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, (29)

где Мu – момент сил инерции

Is – момент инерции звена относительно оси, проходящей через центр тяжести звена; для стержня постоянного сечения;

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (30)

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины - длина звена, м;

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины - угловое ускорение звена, Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины;

m – масса звена, кг;

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины- ускорение центра тяжести звена, Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины.

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины


Подставим числа в (30) формулу:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Подставим все в (29) формулу:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Для выполнения силового анализа строят схему механизма в определенном масштабе длин Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, мм/мм, м/мм, и прикладывают в соответствующих точках звеньев действующие силы. После этого приступают к определению реакций в кинематических парах. Для швейных машин силовой анализ, как правило, выполняют без учета сил трения. Их учитывают при определении момента движущих сил, вводя коэффициент, равный 1,2-1,4.

Наиболее просто силовой анализ можно выполнить графическим способом – путем построения планов сил в некотором масштабе Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, Н/мм. Поскольку при силовом анализе в расчет вводят силы инерции и реакции связей, то все силы, действующие на структурные группы 2 класса 2 порядка, находятся в равновесии. Поэтому векторное уравнение этих сил, равняется нулю, а многоугольник сил замкнут. Необходимо помнить, что кинематические цепи, имеющие степень подвижности w=0, в силовом отношении являются статически определенными. Условие статической определимости плоских кинематических цепей записывается в виде:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, (31)

где n - число подвижных звеньев;

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины - число кинематических пар 5 и 4 классов;

3 – число уравнений статики, которое можно составить для каждого подвижного звена в плоскости.

В общем случае реакция в поступательной кинематической паре 5 класса известна лишь по направлению (перпендикулярно к направляющей), величина и точка ее положения неизвестны. Во вращательной кинематической паре 5 класса известна точка приложения реакции (в центре шарнира), величина же и направление ее неизвестны. В кинематической паре 4 класса известны точка приложения (в точке касания) и направление (перпендикулярно касательной к профилям кривых) реакции. Неизвестна лишь ее величина.

Для уравновешивания кинематической цепи 1 класса вводят уравновешивающий момент Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины или уравновешивающую силу Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Связь между Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины устанавливается уравнением:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, (32)

где Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины - плечо силы Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины относительно оси вращения кривошипа.

При силовом анализе при вращательном движении кривошипа вводят уравновешивающий момент.

Применительно к механизму иглы универсальной швейной машины 1022 класса силовой анализ выполняется в следующей последовательности.

Силовой анализ начинают со структурной группы наиболее удаленной от ведущего звена, т.е. со звена II класса, 2 порядка А-2-Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины-3-В. Эту цепь мысленно отсоединяют от ведущего звена 1 и стойки 0, при этом вводятся реакции Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Индексы на обозначениях реакций и кинематических пар принято ставить со стороны отсоединенного звена на рассматриваемое. Реакция Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины неизвестна по величине и направлению, реакция Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины приложена в точке В и линия ее действия перпендикулярна направляющей ползуна.

Реакцию Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины раскладывают на две составляющие: по звену АВ и перпендикулярно этому звену, т.е.

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. (33)

Векторное уравнение сил, действующих на рассматриваемую кинематическую цепь имеет вид:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. (34)

Сила полезного сопротивления Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины действует не во всех положениях механизма, а лишь при рабочем ходе иглы.

Как видно из уравнения (34) силы Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины известны полностью по величине, направлению и точке положения. В случае, когда силы тяжести малы по сравнению с другими силами, их можно не учитывать.

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

В уравнении (34) не вошли реакции Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, действующие между звеньями 2 и 3, приложенные в точке В. Эти реакции взаимно уравновешиваются внутри структурной группы. Они относятся к разряду внутренних сил. Эти силы определяются на последующих этапах силового анализа.

В уравнении (34) имеются три неизвестные силы, и для их определения рассматривается равновесие звена 2. Для этого звена векторное уравнение сил имеет следующий вид:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (35)

Для определения Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины необходимо составить уравнение моментов сил относительно точки В:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (36)

Моменты сил Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины равны нулю, так как их плечи равны нулю. Тогда:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (37)

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины


Для получения составляющей реакции Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины с минусом следует повернуть ее на Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины.

Далее приступают к построению плана сил. Выбирают произвольную точку Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и откладывают от нее в соответствии с уравнением (34) поочередно в масштабе векторы известных сил.

Модули (величины) векторов сил зависят от выбранного масштаба сил Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, Н/мм, т.е.

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (38)

Из конца последнего вектора силы Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины проводят линию действия силы Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины перпендикулярно направляющей игловодителя (горизонтально), а из начальной точки Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины проводят линию действия Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины параллельно АВ. Точка Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины пересечения последних двух линий будет концом вектора силы Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и началом составляющей реакцииКинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. В соответствии с уравнением (34) заменяют составляющие Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины на полную величину реакции Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Из плана сил получают:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Затем определяют реакцию Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, приложенную в шарнире Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Для этого используют имеющийся уже план сил и уравнение (36). Очевидно, реакция Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины будет направлена по прямой линии, замыкающей начало Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины и конец Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Тогда

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

На следующем этапе силового анализа рассматривают структурную группу 1 класса Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Векторное уравнение сил записывают в следующем виде:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (39)

где Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, равная Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины.

Для определения Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины сразу строят план сил в том же масштабе Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Начиная от точки Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины проводят векторы Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Конец последнего вектора соединяют с точкой Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины - началом вектора Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины. Значение реакции Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины составляет:

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Величину уравновешивающего момента Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины определяют, составив уравнение моментов сил, действующих на первое звено относительно точки Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины, т.е.

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины (40)

Знаки «+» и «-» показывают истинное направление Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины.

Планы сил строят для нескольких положений механизма, из которых находят наибольшее значение сил и реакций. Эти значения сил используют в расчетах на прочность деталей механизмов и кинематических пар машины.

Таблица 4: данные для силового анализа механизма и для построения плана сил



Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машиныКинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

h
11 86 41 -51,6 316,8 -6536 -186663,9 0,0014
1 60 50 -68,4 316,8 -456 -12943,9 0,0024
2 61 88 -103,2 316,8 -463 -13119,9 0,0042

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Выполняя курсовой проект, я обобщила, углубила и закрепила знания, полученных мною на лекциях и при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Оборудование для швейного производства и основы проектирования оборудования», и их применение при решении технических, технологических, научных и экономических задач, возникающих при проектировании швейного оборудования.

Также в процессе работы я ознакомилась с основными этапами проектирования швейного оборудования, изучила технологический процесс, осуществляемый на универсальной швейной машине, научилась составлять и анализировать кинематические схемы исполнительных механизмов. Еще я освоила методику проведения перемещений, скоростей, ускорений звеньев механизмов и их отдельных точек, научилась устанавливать законы изменения во времени этих величин, определять силы, действующие на звенья механизмов, реакции в кинематических парах и давления на станину машины. Таким образом, я научилась решать задачи кинематического и динамического анализа механизмов, необходимого для выполнения расчетов проектируемого швейного оборудования.

При выполнении курсового проекта я учитывала основные задачи, стоящие перед швейной промышленностью по техническому перевооружению производства, применению современных средств механизации и автоматизации оборудования, созданию конкурентоспособного оборудования, экономному использованию материальных и трудовых ресурсов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


1. Теория механизмов и механика машин [Текст]: учеб. для втузов/К. В. Фролов [и др.]; Изд. 4-е, испр.; М.: Высш. шк., 2003. 496 с.: ил.

2. Иосилевич Г. Б. Прикладная механика [Текст]: учеб. для вузов/ Под ред. Г. Б. Иосилевича; М.: Высш. шк., 1989. 351 с.: ил.

3. Оборудование швейного производства [Текст]: учеб. для вузов/ Вальщиков Н. М.; М.: Легкая индустрия, 1977, 520 с.: ил.

4. Вальщиков Н. М. Расчет и проектирование машин швейного производства [Текст]: учеб. для вузов/ Н. М. Вальщиков; Л.; Машиностроение, 1973, 343 с.

5. Гарбарук В. П. Расчет и конструирование основных механизмов челночных швейных машин [Текст]: учеб. для вузов/ В. П. Гарбарук; Л.; Машиностроение, 1977, 231 с.

6. Лабораторный практикум по машинам и аппаратам швейного производства [Текст]: учеб. пособие/ Б. А. Рубцов; М.: Легпромбытиздат, 1995, 256 с.

Рисунок 1.1 Пространственная кинематическая схема механизмов иглы и нитепритягивателя машины 1022 кл.

Кинематический и силовой анализ механизмов иглы и нитепритягивателя универсальной швейной машины

1 – главный вал

2 – втулки направляющие – подшипники скольжения

3 – шкив (маховик)

4 – кривошип игловодителя с противовесом

5 – палец кривошипа

6 – шатун

7 – поводок (шарнирная шпилька)

8 – стягивающий винт

9 – ползун

10 – направляющий паз

11 – игловодитель

12, 13 – втулки игловодителя (верхняя и нижняя)

14 – иглодержатель

15 – упорный винт для крепления иглы

16 – игла

17 – рычаг нитепритягивателя, надетый на внутреннее плечо пальца 5

18 – соединительное звено

19 – шарнирный палец

20 – установочный винт для закрепления пальца в корпусе машины

21 – игольчатый подшипник

Похожие работы:

  1. • Структурный, кинематический и силовой анализ ...
  2. • Кинематический и силовой анализ рычажного механизма
  3. • Кинематический анализ механизма транспортирования ткани
  4. • Проектирование и исследование механизмов ...
  5. • Кинематический и силовой расчет механизма долбежного ...
  6. • Анализ ассортимента и потребительских свойств швейных ...
  7. • Механизм долбежного станка с качающейся кулисой
  8. • Теория механизмов и машин для инженеров
  9. • Расчет привода швейной иглы
  10. • Проектирование и исследование механизмов двигателя ...
  11. • Проектирование и исследование механизмов инерционного ...
  12. • Оборудование швейного производства
  13. • Выбор оборудования для выполнения закрепок при ...
  14. • Силовой расчёт механизмов
  15. • Методика обучения технологии машинной вышивки
  16. • Модернизация механизма отклонения иглы швейного ...
  17. • Производственные технологии: технология и ...
  18. • Расчет технологического потока по изготовлению ...
  19. • Модернизация подвески автомобиля ЗАЗ1102 Таврия
Рефетека ру refoteka@gmail.com