Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Вальщиков Н.М. Расчет и проектирование машин швейного производства

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

15.22 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2021 / 3521 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 > Следующая >>>

зование сборок нижнего слоя материала. Величина хода дополни тельной рейки 2 в процессе шитья регулируется с помощью ко ленного отжимателя.

На рис. IV.11, в и г показаны кинематические схемы механиз мов дифференциальной подачи ткани краеобметочных машин 208

и51 кл. ПМЗ.

Вмашине 208 кл. (рис. IV. 11, в) горизонтальное перемещение рейки / осуществляется от эксцентрика 4, установленного на глав ном валу 3, шатуна 5, коромысла 6, закрепленного на боковом валу 7, кривошипа 15, поводка 14, рычага 13 зубчатой рейки, которая имеет два вильчатых паза. Задний паз рычага 13 опи рается на ползушку 10, а передний получает вертикальные пере мещения от эксцентрика подъема 16.

Для устранения посадки материала в этом механизме преду смотрена дополнительная рейка 2, укрепленная на рычаге 12 и получающая движение от кулисы 8 вала подачи 7 с помощью ша туна И. Шарнир 9 устанавливается на кулисе 8 не жестко, а под держивается с помощью шатуна 16 и рычагов 17 и 19, установлен ных на валу 18. Последний в процессе работы может быть за креплен в прорези 20. В этом случае посадка материала будет постоянной. Если же в процессе работы требуется менять посадку, то рычаг 19 соединяют с ножной педалью или коленным отжимателем.

Механизм машины 51 кл. (рис. IV. 11, г) также имеет допол нительную рейку 2. Он отличается тем, что вместо поступательной пары в механизме подъема основной рейки / установлен шатун 5, передающий вертикальные перемещения рычагу зубчатой рейки 1 от эксцентрика 4, укрепленного на главном валу 3.

Механизм продвижения материала представляет собой много звенную кинематическую цепь с двумя ведущими звеньями и состоит из механизма подачи и механизма подъема рейки. При проектировании этого механизма необходимо обеспечить задан ную траекторию движения рейки, представляющую собой пло скую замкнутую кривую, определяемую размерами tx и h. Прин ципиально эта задача относится к задачам синтеза приближенных направляющих механизмов [2].

Решение этой задачи по полному числу параметров практи чески невозможно из-за сложности получаемых уравнений. Для инженерных расчетов наиболее целесообразным является поэтап ное проектирование:

а) по заданной траектории движения рейки приближенно опре деляют основные размеры механизма;

б) по найденным размерам определяют траекторию движения среднего зуба рейки;

в) проводят анализ полученной траектории и в случае необ ходимости уточняют отдельные параметры механизма.

На первом этапе проводят вертикальную ось у (рис. IV. 12), которая характеризует координату входа иглы в материал (ось у

200

можно провести и наклонно — по направлению движения иглы), и горизонтальную ось х, лежащую в плоскости игольной пластины. Из конструктивных соображений задаются положениями непо

движных опор Ох— главного		вала, 0 2 — к а ч а н и я			коромысла
подачи и 03 — качания	рычага подъема зубчатой рейки и обозна
чают их координатами хъ	ух, х2,	у% и х3, у3.	Из	конструктивных
соображений задаются также размерами звеньев				0 2 С	и CD. По
оси х откладывают расстояния + tx/2 и —tx l2,			где tx =		(1,1-=-1,2) t;
t — наибольший шаг строчки. Получают точки Кх				и К2	траектории
среднего зуба рейки.

Рис. IV. 12. К определению размеров звеньев механизма транспортиро вания

Из точек Кха К2 как из центров делают засечки радиусом Rx									=
= Vх\ + (г/г — О2 н а	Дуге, проведенной из точки 0 2						радиусом		1Х,
равным длине коромысла		0 2 С . Получают соответственно точки							Сх
и С 2 . Угол i\|5 (в град)	определит размах				коромысла		подачи:
			ОоС
Задаваясь размером 02В			и жестким		углом	С02В,		определяют
по двум крайним положениям коромысла 02ВХ						и 02В2		величину
эксцентриситета ОхА х	и длину шатуна А ХВХ. Для этого соединяют
полученные точки Вх	и В2		с точкой Ох.		Тогда длина			коромысла
	АВ = 12= ° ^ + 2			0 ^ ,
а эксцентриситет			ОхВ, -	ОхВх
0ХА		=

201

Д ля определения размеров звеньев механизма подъема рейки по оси у откладывают отрезки +Ы2 и —h/2 (величины подъема и опускания среднего зуба рейки) и получают точки К3 и /С4 траектории. Соединяют полученные точки К3 и 7(4 с опорой 03. Угол (в рад) качания рычага рейки В

Задаваясь конструктивно размером серьги CXDX, находят ве личину эксцентриситета подъема

— JL		° з р
Г*~	2 ' 03К3		•
Радиусом r 2 = OxF3 из точки	Ох	как	из центра проводят окруж

ность. Для получения заданной траектории движения среднего зуба рейки нужно правильно сложить вертикальное и горизон тальное перемещения рейки. Это обеспечивается углом заклини

вания 0 эксцентриков	ОхАх	и OxF3.		Угол 0 можно определить
следующим образом.	Соединяют		крайнюю точку		траектории		Кх
с осью качания 03 рычага рейки.			Из точки 03 как		из центра		про
водят дугу радиусом	R2 = 03D.		Затем радиусом		R3 = МОх		из
точки М делают засечку на окружности радиусом					OxF.	Найден
ную точку F' соединяют с центром Ох.				Угол между звеном			ОхАг
(крайнее левое положение рейки) и звеном OxF'					и будет углом
заклинивания эксцентриков		9.
После определения	размеров		механизма производят			разметку

пути (методом шаблона) с построением траектории среднего зуба рейки.

- Полученную траекторию сравнивают с заданной, уточняют угол заклинивания эксцентриков Э. Если большая ось эллипса, расположенная под некоторым углом к горизонтали, и правая крайняя точка ее находятся под игольной пластиной, угол 0 нужно уменьшить; при отклонении большой оси эллипса в сто рону против часовой стрелки угол 0 нужно увеличить.

Анализируя размеры и расположение полученной траектории и сравнивая ее с заданной, уточняют некоторые размеры звеньев

(0 2 С;	ОхА\		OxF	и др.)	и определяют пределы регулировки шага
строчки		(величину эксцентриситета).
После уточнения размеров механизма приступают									к конструк
тивному		его оформлению.
7. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ						МЕХАНИЗМА
Проверим структуру механизма транспортирования, состоя
щего	из		звеньев	J—7	(рис.	IV. 13, а).		Количество	подвижных
звеньев л; = 7. Число низших пар р н							= 10; число высших пар р в = 0;
число		степеней		подвижности			w — 3/с —• 2р н — р в			= 3 • 7 —
— 2-10		=	1, т. е. кинематическая				цепь	представляет		собой ме
ханизм с			одной	степенью подвижности.				Кинематический анализ

202

проведем методом планов. Скорости ведущих звеньев 0ХА и 0XF определяем по формулам:

где п — частота вращения главного вала в об/мин.

Скорость шарнира В определяется из векторных уравнений:

У в =

УА +

УВА;

У В =

Уо2 +

Уво2-

(IV. 10)

Определяем

масштаб

kv = ~^г-,

проводим

отрезок

Я„а

(рис.

IV. 13, б) из произвольно

выбранного

полюса Pv

перпен

дикулярно звену ОхА в направлении вращения. Отрезки

ab и Pvb

проводим перпендикулярно

звеньям АВ и Оф. На отрезке

Pvb

строим треугольник bPvc,

подобный треугольнику В 0 2 С .

Скорость точки F5

найдем из векторных уравнений:

v F 5 =

УР1 +

УРЪР

yFb = Vo3

+ У0ъо3 + УРЬОЪ-

(IV. 11)

Так как этот механизм имеет трехповодковую группу с базис

ным звеном ObDF5,

план

скоростей

построим

методом

ложных

положений (см. гл. I I I ) .

Из точки /7 на плане скоростей проведем линию действия

ско

рости

скольжения

vF5Fl параллельно

оси ползушки 7, а из по

люса

Pv — линию

действия

скорости

скольжения v05o3

парал

лельно оси ползушки

6. На линии действия

скорости

vFbFl

за

даемся ложным

положением

(отрезок

/7/5), из точки f5

проводим

линию действия

скорости

v n 0 5

перпендикулярно

звену

F503

до

пересечения с линией

действия

скорости v050s

(точка

О5). Ско

рость точки, принадлежащей пятому звену, найдем по подобию, построив Д/5О5С?', подобный AF505D. Так как оси направляющих вилок пятого звена параллельны между собой и скорости сколь

жения	vF7F5	и v0so3	также	параллельны, то в данном случае
достаточно		задаться	только	одним	ложным	положением ско
рости	vF7F&	Из точки	d' проведем		линию,	параллельную от

резку /5/7, которая и будет являться геометрическим местом ско ростей точек D, в том числе и точки D, принадлежащей четвертому

звену. Скорость точки Z)4 найдем	из векторного	уравнения
VD4 = V C +	V D 4 C .	(IV. 12)

Из конца отрезка Pvc на плане скоростей проведем линию, пер пендикулярную звену DC, до пересечения с линией d'd. Из най денной точки d проведем перпендикуляры к звену DF и 03D.

Точки	пересечения этих	перпендикуляров с линиями Pv0'5		и /7/5
дадут	истинные скорости	точек 0 6 и /Б . Скорость	среднего	зуба
рейки	найдется из подобия треугольников Об /5 е и		03FbE.
Определим ускорения		точек А и F ведущих звеньев:

аА — (о\0\А; aFi = aF7 — CO1O1F.

204

При этом	считаем, что полные ускорения этих точек равны нор
мальным,	так	как главный вал		вращается равномерно и	а*0 = 0;
а/ = 0.			В найдем из уравнений:
Ускорение		точки	В найдем из уравнений:
	&в — ал +		ЪПВА + а В л;	а в = а 0 а + а В о г + аВ о2 .	(IV. 13)

Построенный на отрезке РаЬ треугольник РаЬс (рис. IV. 13, в), подобный треугольнику ОгВС на плане механизма (рис. IV. 13, а), определяет отрезок Рас, соответствующий ускорению шарнира С.

Ускорение точки F, принадлежащей пятому звену, найдем из уравнений:


	aF 5 = &F 7		+	UF5F7 +	&-F5F7 +		акор1 ;			(IV. 14)
&F5 =	аоз +	а^БОз +		аобОз +	а к о р 2	+	&поъ +		a?sos.	(IV. 15)
Здесь а%Р1 =	0; а0з	=	0;	а ^ 5 о 3 =	0.	Таким		образом,		имеются
два уравнения с тремя			неизвестными			«£.5 / ,7 ;		af050	и a F 5 0 5 -	Обыч

ным методом определить эти неизвестные нельзя. Поэтому также применим метод ложных положений. Сначала найдем значения кориолисовых и нормальных ускорений по известным формулам.

Затем из точек /7 и Ра откладываем векторы кориолисовых ускоре
ний акор (направления акор	находятся	путем поворота векторов
относительных скоростей / 7 / 6	и PvOb на	плане скоростей на 90°

в сторону вращения со5). Из концов этих векторов проводим линии

действия aj,5F1 и		а1050	, параллельные осям ползушек		6 и 7. На
линии действия		aF5F7	произвольно задаемся	ложным	положе
нием —- точкой /5 ,		из которой откладываем векторы ар50з			и а ^ 5 о 3 -
Найденную точку		О5 соединяем с /5. На этом отрезке строим тре
угольник	Osfed',	подобный треугольнику 03FD		на плане		меха
низма. Из	точки	d'	проводим линию, параллельную		apbFV	ко

торая является геометрическим местом ускорений точек/). Ускоре

ние точки D,	принадлежащей		четвертому звену,		найдем из урав
нения
	ао4 =	а с +	&мс + а ш с			(IV. 16)
Проведя из точки d линии, параллельные d'Oi					и d'f5,	получим
истинные значения ускорений			точек Р5 и	05 .	Построенный на
отрезке Obd	треугольник	OJbe,	подобный	треугольнику		05FbE,

дает истинное ускорение среднего зуба рейки.

Рекомендуется планы скоростей и ускорений строить для 12 по ложений. Ускорения центров тяжести звеньев 5, 2 и 3 определим аналогично.

205

8. СИЛОВОЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА

В механизме зубчатой рейки действуют следующие силы:

а) движущие силы, приложенные к ведущему звену в виде

движущего		момента	М д в ;	сопротивления — силы,			участвующие
б) силы		полезного
в транспортировании			материала,
			F	=	Nif.-f,),		(IV. 17)
где	N — сила нормального				давления лапки	на	материал; /\
и / 2	— коэффициенты трения				рейки и лапки о материал;
в) силы		вредного	сопротивления — силы			трения во враща

тельных и поступательных парах; для упрощения расчета их не учитываем, а при определении движущего момента вводим по

правочный	коэффициент	р" =	1,3-ь 1,5;
г) силы веса — при расчете их можно				не	учитывать,			так как
вес подвижных звеньев		мал	по сравнению		с другими			силами;
д) силы	инерции — равнодействующие				этих	сил		сводятся
к силе Jsi	и моменту	Masi.
Силы инерции звеньев
		Ju	= ^ a s t t					(IV.18)
где Gl — вес t-го звена;		'asl — ускорение		центра		тяжести звена.
Моменты сил инерции
		М и „ = 8„е„						(IV. 19)
где 9s ; — момент инерции звена относительно оси,							проходящей
через его центр тяжести		S,-; г1 — угловое		ускорение			звена.
Силы Jsl	и моменты	MKS[	направлены	в стороны, противопо
ложные соответственно ускорениям Pasi				и	е г
Силу давления прижимной лапки нужно брать максимальной.
Для машины 208 кл. N = 3 кгс.
Силу инерционного сопротивления продвижению материала
определим	по формуле
		Ju3R=°fLae,						(IV.20)
где G„3A — вес изделия;		а'е — горизонтальная составляющая уско
рения среднего зуба рейки.
Разобьем кинематическую цепь механизма на группы Ассура.
Выделим трехповодковую группу 4—7 (рис. IV. 14, с). Так как

вес и силы инерции ползушек 6 и 7 очень малы по сравнению с				дру
гими силами, ими можно пренебречь, и тогда R17		= R76 и RQli	=	R6b.
Сначала определим реакцию RU, составив уравнение моментов
для звена 4 относительно	точки D:
£ / W D 4 = 0;	-RUCD-MvA-\-Jsih=	0.	(IV.21)

206

При исследовании трехповодковой группы используем метод особой точки г (точки Ассура), которая находится на пересечении

линии	действия		реакции R15			с	направлением		звена		CD.
Реакцию		Re5	=	Р 0 5	найдем		из	уравнения		моментов относи
тельно	точки	К'-
	S MKiS		= Robh — R{Ah2				+	/ s 4 « 3 — М и 4	- f Jsahi		+
			+	М и 5 +	Nhs	-	(FTp	+ /иэд) he	=	0.	(IV.22)

Здесь /г. — расстояние от шарнира до^линии действия соответ ствующей силы. .

Рис. IV. 14. Силовой анализ ме

ханизма

транспортирования:

а — группа

звеньев

4—7; б

—

план сил

группы

звеньев

4—7;

в — группа

звеньев

г — план

сил группы

звеньев

и 3; д и

е — схема

план сил

звена

Из плана сил (рис. IV. 14, б), построенного для этой группы,

находим

реакции

R3i

и R15.

Давление

в шарнире D

определяется

вектором

Р 4 5 .

(рис. IV. 14, е).

Рассмотрим равновесие группы звеньев 2 и 3

Реакции

Р 0 3

R[2

определяются

из

уравнений

моментов сил,

действующих

на звенья

2 и 3 относительно точки

В:

R[2AB—МИ2 -

•J*hi

= 0;

(IV.23)

*вз =

RldhB

— М н 3

— Js5ha

—-Rdh

Построением плана сил (рис. IV. 14, г) по уравнению

равновесия

группы

Ргз =

R4 3 +

J s 3

Js 2 + R12 +

R"2

Rra +

Ro"3

= 0 (IV.24)

207

находим реакции R03	и R12.	Вектор		R23	определяет	давление
в шарнире В.
Рассмотрим равновесие ведущего звена (рис. IV. 14, д). Движу
щий момент найдем по формуле
Млв	= - 0	(R21h10	+	R	M ,	(IV.25)

где р — коэффициент, учитывающий влияние сил трения в шар

нирах	и	опорах.
Давление на главный вал определим из условия (рис. IV. 14, е)
		S Pi = J si +	R2 i + R5 1 + Roi = o.	(iv.26)
После		силового анализа	рассчитываем шарниры	на проч
ность,	удельное давление и		нагрев.

9. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РЕЙКИ С ПРИЖИМНОЙ ЛАПКОЙ

На рис. IV. 15 показана схема прижимной лапки и характери стика пружины. Для создания необходимого давления лапки 1 на материал ввинчиванием гайки 5 поджимают пружину 4 на величину Я0 . Через стержень 3 и рычаг 2 давление пружины пере дается на лапку /. Начальное уси

			лие		пружины			Р н а ч	определяется
			из		диаграммы			сжатия.
				В процессе работы машины при
			жимная лапка / при помощи пру
			жины 4 создает давление, необхо
			димое для нормального продвиже
			ния		материала.			Усилие прижима
			можно			регулировать			в	пределах
			от 2 до 5 кгс.					Величина		усилия
			прижима				выбирается		из	следую
			щих соображений: с одной сто
			роны,			должны		быть	обеспечены
			постоянный контакт лапки с мате
			риалом			в	процессе его продвиже-
Рис. IV. 15. Схема прижимной лап-			н и	я	„	с	и л а	сцепления		рейки
ки и характеристика		пружины	„			,	„
F	v	y j	с	материалом,				достаточная для
			преодоления всех других							усилий,

препятствующих продвижению материала (трения между слоями материала, трения между лапкой и материалом, силы инерции изделия, натяжения ниток и т. д.); с другой стороны, увеличе ние давления лапки выше допустимого может привести к про рубке материала иглой (особенно изделий из объемной пряжи),


к разрушению материала	или появлению следов от зубьев рейки.
Неправильный выбор	усилия прижатия лапки		к	материалу
или неправильный расчет пружины могут привести			к	нарушению
условий сцепления материала		с зубцами рейки и к изменению
длины стежка при различных		скоростях работы машины.

208

С увеличением скорости главного вала наблюдается так назы ваемое зависание (подскок) лапки. Сущность этого явления состоит в том, что при подъеме зубчатой рейки лапка получает импульс и отскакивает от материала. Величина подскока и его продолжительность зависят от характеристики пружины и от силы удара.

Прижимная лапка, получившая начальный импульс, не успе вает своевременно вернуться в исходное положение до окончания

продвижения материала. В этом случае материал остается неза жатым и сила сцепления зубчатой рейки с тканью уменьшается; такое явление отражается на длине стежка.

Рассмотрим условие взаимодействия зубчатой рейки с при жимной лапкой, используя методику и цифровые данные В. П. По

лухина.
На рис. IV. 16 представлены графики вертикальных								составляю
щих	перемещений			sv = fx (ср), скоростей vv = / 2			(<р) и	ускорений
ПУ =	/я (ф)		рейки,	полученных в		результате	кинематического
анализа механизма. На участке продвижения								материала
(участок		/ / )	рейка	движется	по траектории, близкой			к горизон
тали.
Рейка		входит в контакт с			лапкой	(участок /	от 180° до 270°)

с некоторой скоростью v«, т. е. возникает удар, в результате чего

возможен отскок лапки от зубчатой рейки и от материала.
Расчетную	схему можно представить как сосредоточен
ную массу тпр,	подвешенную на пружине с жесткостью	С п р
(рис. IV. 17, а).	Пружина имеет предварительное поджатие	Х0,

и рейка подходит к лапке со скоростью vfl.

Напишем уравнение свободных колебаний массы вдоль оси у:

у + р2у = 0. (V)

209

<<< < Предыдущая 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2021 / 3521 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ