ТИП II. МЕХАНИЗМ ИГЛЫ МАШИНЫ ЗИГЗАГООБРАЗНОЙ СТРОЧКИ

В курсовом проекте необходимо выполнить анализ работы меха­низма иглы зигзагообразной строчки и спроектировать профиль ку­лачка по заданному виду строчки.

2.1. Исходные данные

Игла в машинах зигзагообразной строчки приводится в движение от двух механизмов:

- механизма вертикальных перемещений (рис. 2.1);

- механизма отклонения иглы (рис. 2.2).

Механизм вертикальных перемещений иглы содержит кривошип ОА, закрепленный на главном валу 0, шатун АВ, игловодитель 1, иглу 2.

Игловодитель вставлен в рамку 3, которая может отклоняться в направлении поперек линии строчки.

Заданы следующие параметры: l_OA = r = 18 мм; l_AB = l = 44 мм; l₁ = 129 мм (расстояние от точки В соединения игловодителя с шатуном до точки С - острия иглы); l = 178 мм (расстояние от главного вала до верхнего уровня

игольной пластинки); D - толщина сшиваемых материалов. Последний параметр переменный и вы­бирается из таблицы 2.1 в соответствии с заданным вариантом.

Механизм отклонения иглы (рис. 2.2) состоит из главного вала 1, червяка 2, червячного колеса 3, промежуточного вала 0₁, на ко­тором крепится кулачок 4. Последний имеет паз, в который вставлен ролик 5, соединенный с толкателем 0₂N. Толкатель через шатун GK, коромысла 0₂G, 0₃F, шатун FE связан с рамкой игловодителя 0₄Е.

Заданы следующие параметры и размеры механизма: i = 12 (пе­редаточное отношение червячной пары), R_min = 40 мм (минимальный радиус кулачка); R_Р = 5 мм (радиус ролика); координаты опор: х₀₂ = -40 мм; у₀₂ = -40 мм; х₀₃ = -101 мм; у₀₃ = 3 мм; х₀₄ = -205 мм; у₀₄ = 100 мм. Длины звеньев: 0₂N = 42 мм; 0₂К = 20 мм; GК = 58 мм; 0₂G = 20 мм; 0₃F = 25 мм; EF = 106 мм; 0₄E = 145 мм; d = 10°; 0₄D = l₃ - D (l₃ см. на рис. 2.1).

Вид строчки и величина отклонения иглы выбираются в соответст­вии с вариантом из таблицы 2.1.

2.2. Содержание и методика выполнения проекта

Проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графичес­кой части. Расчетно-пояснительная записка включает в себя следую­щие разделы:

- введение;

- анализ работы механизма вертикальных перемещений иглы;

- проектирование механизма отклонения иглы по заданному виду строчки;

- кинематическая схема механизмов машины;

- выводы;

В разделе "ВВЕДЕНИЕ" необходимо четко определить цель, постав­ленную в курсовом проекте, и привести все исходные данные для вы­полнения проекта (схемы, размеры звеньев, координаты опор).

В разделе "АНАЛИЗ РАБОТЫ МЕХАНИЗМА ВЕРТИКАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ИГЛЫ" необходимо построить диаграмму перемещения иглы (точка С).

Эта задача может быть решена графическим или аналитическим способами.

В графическом способе используется метод засечек. За исходное принимается крайнее нижнее положение иглы. Положение кривошипа ОА (рис. 2.1) следует изменять через каждые 30°, таким образом график перемещения иглы строится по 12-ти точкам (в пределах от 0 до 2p). Углы откладываются по оси (рис. 2.3а), которая совпадает с уровнем игольной пластины.

Перемещение иглы в зависимости от угла поворота главного вала можно определить аналитически по формуле

,

где r - длина кривошипа ОА;

l - длина шатуна АВ;

j - текущее значение угла поворота главного вала, которое изменяется в пределах от 0 до 360° через каждые 30°. Значения следует откладывать в системе координат Z¢0j¢ (рис. 2.3а).

Полученные графики необходимо сравнить. Отложить значение D (толщина материала). Точка "а" соот­ветствует выходу иглы из материала, а точка «в» -входу.

Далее по графику перемещения определяются углы j_ВХ, j_ВЫХ, j_Х, j_Х¢.

j_ВХ – угол, соответствующий входу иглы в материал;

j_ВЫХ – угол, соответствующий выходу иглы из материала;

j_Х - угол, соответствующий холостому ходу иглы, т.е. нахож­дению иглы вне материала;

j_Х¢ - угол поворота главного вала, в течение которого игла может отклоняться, т.к. она находится вне материала

j_Х¢ = 0,8×j_Х.

Это равенство учитывает возможность увеличения толщины сши­ваемых материалов D и позволяет избежать поломки иглы.

Под графиком перемещения иглы следует построить диаграмму механизма отклонения иглы (рис. 2.36). На диаграмме выстой пока­зан прямой линией, параллельной оси 0j, а отклонение - наклонной.

Раздел "ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ОТКЛОНЕНИЯ ИГЛЫ" включает в себя решение задачи по определению профиля кулачка 4 (рис. 2.2).

Прежде всего необходимо проанализировать строчку, предложен­ную по варианту задания (табл. 2.1).

Для примера проанализируем строчку, выполненную в виде прямо­угольного зигзага (рис. 2.4).

Стежок I образуется за счет отклонения иглы из крайнего левого положения (прокол 1) в крайнее правое (прокол 2) при неподвиж­ном материале (т.е. рейка не перемещает ткань).

Стежок II выполняется без отклонения иглы (игла находится в крайнем правом положении), а рейка должна переместить материал на величину стежка S₁.

Стежок III образуется при отклонении иглы из крайнего правого положения (прокол 3) в крайнее левое (прокол 4) без продвижения материала.

Стежок IV образуется без отклонения иглы, но при продвижении материала на величину S₂. Далее процесс образования строчки по­вторяется.

Примечание: при построении контура строчки по размерам (в масштабе) перемещениями ткани следует задаваться самостоятельно в пределах 0£S_i£5 мм.

Вид строчки позволяет выделить в ней законченный повторяющий­ся элемент (цикл).

Для нашего примера этот цикл состоит из стежков I, II, III, IV. Его принято называть раппортом Р строчки и он оценивается коли­чеством стежков в цикле. Для нашего случая Р = 4.

Между раппортом строчки Р и передаточным отношением червяч­ной пары существует соотношение

i = К×Р,

где К - целое число.

Число К указывает, сколько раз раппорт строчки повторяет­ся за один кинематический цикл работы машины, который равен одно­му полному обороту кулачка или 12-ти оборотам главного вала (i = 12).

Т = 12 × 2p

Для рассматриваемого случая К = 3, т.е. раппорт строчки по­вторится три раза за один поворот кулачка.

На рис. 2.4. представлены тактограммы работы механизмов по­перечных отклонений иглы и перемещений материала для одного рап­порта строчки, который образуется за четыре оборота главного вала (8p). А весь кинематический цикл происходит за 24p, т.е. тактограмма повторяется еще два раза.

Тактограмма отклонения иглы (рис. 2.4а) на каждом участке строится в соответствии с рекомендациями и характером образования стежков в строчке. Так, стежки I и III выполняются с отклонением иглы, что показано на рисунке наклонными линиями вс, de. Харак­тер наклона каждой линии указывает на направление отклонения иглы. Стежки II и IV выполняются без отклонения иглы, о чем говорит от­сутствие наклонных участков.

Аналогично стежкам I и III будут выполняться стежки V, VII, IX, XI; а стежкам II и IV будут соответствовать стежки VI, ХIII, X, ХII. Тактограмма перемещений материала (рис. 2.46) строится подобным образом с учетом того, что перемещение материала будет происходить в период выполнения стежков II, IV, VI, VIII, X, ХII.

Далее следует определить максимальное отклонение центра ро­лика l_N по заданной величине отклонения иглы t.

Для решения этой задачи можно применить графический метод засечек, зная размеры всех звеньев и координаты опор механизма отклонения иглы.

Если принять условия, что перемещения звеньев достаточно ма­лы, а сами звенья механизма абсолютно жесткие, то можно применить расчетный метод.

Определяем перемещение точки Е (рис. 2.2) из следующей пропор­ции

Перемещение точки F будет равно перемещению точки Е, т.к. эти точки принадлежат одному звену

l_F = l_E.

Определяем перемещение точки G.

Перемещение точки К будет таким же, как и перемещение точки G

.

Определяем перемещение точки N.

Значения l_N используются при определении радиусов кулачка.

Следующий этап - определение минимального радиуса кулачка Rn, который соответствует крайнему правому проколу иглы. Для решения этой задачи необходимо по виду выполняемой строчки и заданному от­клонению иглы t методом засечек построить крайнее правое положе­ние механизма отклонения иглы (рис. 2.2). Определить расстояние O₁N это и будет искомый радиус Rn. При этом, если Rn<Rmin = 40 мм, то нужно изменить угол d таким образом, чтобы Rn = 40 мм.

Далее необходимо приступить к построению профиля кулачка. Эта задача решается графическим способом. Профиль определяется только для механизма отклонения иглы с учетом тактограммы t = t (j) (рис. 2.4а). Тактограмма S = S (j) не учитывается.

Проектирование ведется в следующей последовательности.

Из точки O_I (рис. 2.5) проводим окружность радиусом равным Rn (эта окружность будет соответствовать крайним правым проко­лам иглы), а затем окружность радиусом R_Л =Rn + l_N (крайние левые проколы иглы). Если строчка более сложной конфигурации, то сле­дует провести окружность радиусом Rn + 2l_N; Rn +3l_N и т.д.

Полученные окружности делим на части в соответствии с пере­даточным отношением i = 12. Каждая часть (d_I, d_II, d_III и т.д.) будет соответствовать процессу образования одного стежка. Далее на участках, соответствующих стежкам I, III, V, VII, IX, XI (d_I, d_III, d_V, d_VII, d_IX, d_XI) необходимо выделить зону d¢_X, соответствующую зоне j¢_X (отклонению иглы поперек линии строчки). Для этого углы d_I, d_III, … d_XI разбивают пополам и от полученной линии сим­метрично откладывают угол .

Для нашего случая построение профиля следует начать с окруж­ности радиуса R_Л, т.к. -она соответствует проколу I (рис. 2.4). Выстой иглы показан на профиле соответствующей дугой окружности, а отклонение - линией перехода либо с окружности R_Л на окруж­ность Rn (стежки I, V, IX), либо с окружности Rn на окружность R_Л (стежки III, VII, XI).

Стежки II, IV, VI, VII, X, ХII образуются без отклонения иглы и поэтому участков перехода на профиле кулачка нет.

Построенный профиль кулачка для одного раппорта строчки сле­дует повторить еще 2 раза.

Если построения выполнены правильно, то должна получиться замкнутая кривая А, соответствующая теоретическому профилю кулачка.

Для того, чтобы получить практический профиль кулачка, необ­ходимо навести ряд окружностей радиусом Rp, центры которых рас­полагаются на теоретическом профиле А, и полученные окружности соединить плавной кривой - профиль В (рис. 2.5).

В разделе кинематическая схема механизмов машины предусматри­вается изобразить схему определенных механизмов машины зигзаго­образной строчки по заданию преподавателя. Схему следует выпол­нять, используя литературные источники [4, 5, б], лекционный материал и материалы лабораторных работ. Дать описание работы, устройства и регулировок этих механизмов.

Заканчивается расчетно-пояснительная записка выводами и рекомендациями по результатам проделанной работы и списком литера­туры. Требования к оформлению расчетно-пояснительной записки из­ложены в разделе 3.

Графическая часть проекта содержит три листа формата A1.

Лист 1. Кинематическая схема машины.

Лист 2. Графический анализ механизма вертикальных переме­щений иглы. Чертеж кулачка.

Лист 3. Проектирование профиля кулачка.

Правила оформления графической части проекта изложены в разделе 4. Пример оформления чертежа копирного диска представлен в приложении.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: