机械原理课程设计报告缝纫机导针机构设计及其运动分析.docx
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机械原理课程设计报告缝纫机导针机构设计及其运动分析
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轴上齿轮1驱动齿轮2,Q轴上还固接有曲柄QA和QC,曲柄滑块机构QAB的滑块为缝纫针杆，曲柄摇杆机构QQDC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
方案号2
齿轮转速ni/rpm
200
齿轮转速n2/rpm
240
模数m/mm
1.5
角度Bi/（度）
43
P2/（度）
120
P3/（度）
145
（度）
15
。
7（度）
75
中心距QQ/mm
55
距离Li/mm
40
针杆冲程H/mm
36
杆长DE/DC
1.35
QA/AB
0.35
杆长QD/mm
25
杆长C2Q/mm
35
压力角：
一20，齿顶高系数ha*-1，顶隙系数c*=0.25杆QD摆角范围：
丿―—-。
2.设计方案及过程
2.1设计选定数据
⑸齿轮机构的传动类型
正传动
⑹齿顶高
*
hai=ham=1.5x1=1.5mm
*
ha2=ham=1.5x1=1.5mm
齿轮设计
由传动比公式
200
i12二n1/n2二Z2/Z10.8333
240
得：
可取z1=42
⑴标准中心距
z2=35
则：
.（）
d=
=（
—=57.75mm
⑵齿轮正确啮合时的压力角
dcosa=d'cosa
⑻齿顶圆直径
da1=（Zi+2ha）
*
da2=（Z2+2ha）
m=d+2ha=63+2=65mm
*
m=d+2ha=52.5+2=54.5mm
⑼齿根圆直径
**
dfi=（zi+2ha-2c）m=（46-2x1-2x0.25）x1.5=59.3081mm
**
df2=（Z2+2ha-2c）m=（35-2x1-2x0.25）x1.5=49.2mm
⑽齿距
P=nm=3.14x1.5=4.71mm
（11）基圆齿距（法向齿距）
Pb=pcosa=4.17xcos20°=4.426mm
（12）齿厚
S=nm/2=3.14x1.5x0.5=2.355mm
（13）齿槽宽
e=nm/2=3.14x1.5x0.5=2.355mm
（14）顶隙
*
c=cm=0.25x1.5=0.375mm
杆长计算对于杆AB:
O2A=-=—=18mm
由杆长QA/AB=0.35，得
AB=—=51.43mm
2.2机构各构件尺寸确定
齿轮参数列表如下:
参数
齿轮1
齿轮2
齿数z
42
35
齿轮转速/rpm
200
240
齿轮正确啮合时的压力角a，
20.67°
模数m/mm
1.5
标准中心距d/mm
57.75
模数m/mm
1.5
齿厚Sa/mm
2.355
基圆直径/mm
59.2
49.3
分度圆直径/mm
63
52.5
齿根圆直径/mm
59.31
49.2
齿顶圆直径/mm—
65
54.5
齿顶咼/mm
1.5
1.5
齿根高/mm
1.875
1.875
齿距/mm
4.71
杆长OA/mm
18
杆长AB/mm
51.43
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：
QACO印=ABSin（・冗-9）
即：
QACQSP+ABCQS）=0
对于B点:
yb=QASin书-ABCOS（一n-0）=O2Asin书+ABSin书
）
CO0=—
那么：
Sin0=
即：
yb=O2ASin书+AB
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
大小：
？
方向：
BA
=*=452.16mm/s
取比例尺为-=5
则=452.16/5=90.432
1.取一点p,过p点作pa防线垂直于向上
2.过a作ab方向垂直AB向上
（见附纸图1-2）
得：
-
解得：
（2）加速度分析
大小:
*18=11358.25mm/
方向:
代入已知得=
*51.43=3508.95mm/
取比例尺为-=1000
则11.36mm
3.5mm
1.取一点p,过p作pa,方向沿A指向Q
2.过a作，方向上垂直AB向上
3.过a作，方向沿B指向A
（见附纸图1-3）
则：
=1000*8.4=8400mm/
（1）当针杆位于位置时
即此时
大小：
？
方向：
BO2
=*=452.16mm/s
取比例尺为-=5
则=452.16/5=90.432
1.取一点p，过p点作pa防线垂直于向上
2.过p做直线I，方向沿BO
3.过点a作直线交I于b
（见附纸图2-2）
得：
-
由已知解得：
=365/51.43=7.1
=5*47=235mm/s=5*73=365mm/s
（2）加速度分析
大小：
？
？
方向：
取比例尺为：
-=1000
代入已知得=*18=11358.25mm/
=*51.43=2592.59mm/
1.取一点p,过p作pa,方向沿A指向O
2.过a作，方向上垂直AB
3.过a作，方向沿AB方向
4.过p做直线与和两线矢量和直线交于b
（见附纸图2-3）
则：
11.36mm2.6mm
则：
=1000*8=8000mm/
2.5B点的运动轨迹及位移、速度、加速度线图
对应的速度曲线如下
再对上式求导得
-?
□
75
-3J
-45
-53
位移曲绞图
3A
崖度（rad）
67
对应的加速度曲线图如下
1,£
KlQq加谏虞曲戋圉
0.5
Li
-0.5
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