机械原理课程设计指导12级

1、厦门理工学院厦门理工学院 机械工程系机械工程系一、一、机械原理课程设计目的机械原理课程设计目的了解家用缝纫机的了解家用缝纫机的工作原理工作原理。了解缝纫机的了解缝纫机的基本结构基本结构及零、部件的及零、部件的名称和功能名称和功能。掌握缝纫机的掌握缝纫机的引线机构、钩线机构、挑线机构、送引线机构、钩线机构、挑线机构、送料机构料机构等四大主要机构的工作原理及结构特点。等四大主要机构的工作原理及结构特点。掌握四大机构相互之间掌握四大机构相互之间协调动作协调动作的关系。的关系。掌握掌握平面机构运动简图平面机构运动简图的画法。的画法。掌握缝纫机结构中的凸轮机构、常用平面连杆机构掌握缝纫机结构中的凸轮机构

2、、常用平面连杆机构的的工作原理、结构特点、功能及其设计。工作原理、结构特点、功能及其设计。掌握机构的运动分析方法。掌握机构的运动分析方法。通过此次课程设计，了解通过此次课程设计，了解机械设计的过程，机构运机械设计的过程，机构运动简图在设计中的重要性。动简图在设计中的重要性。( (二二) )、原始数据：、原始数据：1 1、主轴转速、主轴转速n=500r/minn=500r/min2 2、曲柄夹角、曲柄夹角=1010，2020， 3030，4040， 5050，6060， 7070，100100， 110110，120120( (每小组选每小组选1 1组数据组数据) )3 3、凸轮从动件运动规律及

3、基本尺寸根据挑线机构的送、凸轮从动件运动规律及基本尺寸根据挑线机构的送 线要求自定。线要求自定。二、二、机械原理课程设计任务机械原理课程设计任务( (一一) )题目：题目： 缝纫机头机构测绘、运动分析及凸轮机构设计缝纫机头机构测绘、运动分析及凸轮机构设计二、二、机械原理课程设计任务机械原理课程设计任务( (三三) )设计工作量设计工作量( (图纸比例图纸比例11)11) ：1 1、缝纫机头机构运动简图总图、缝纫机头机构运动简图总图(A4(A4图纸图纸) )；2 2、缝纫机头引线机构、钩线机构、送料机构运动简图及、缝纫机头引线机构、钩线机构、送料机构运动简图及 其中一个机构的运动分析图其中一个机

4、构的运动分析图( (每个机构每个机构1 1人人) (A4) (A4图图 纸纸2 2张、张、A3A3图图1 1张张) )；3 3、从动件位移线图及盘形凸轮轮廓曲线设计图、从动件位移线图及盘形凸轮轮廓曲线设计图( (从动件从动件 类型每人选一种：对心直动尖顶、偏心直动尖顶、对类型每人选一种：对心直动尖顶、偏心直动尖顶、对 心直动滚子、偏心直动滚子、尖顶摆动、滚子摆动心直动滚子、偏心直动滚子、尖顶摆动、滚子摆动) ) A3 A3图纸图纸1 1张；张；4 4、设计说明书一份。、设计说明书一份。二、二、机械原理课程设计任务机械原理课程设计任务( (四四) )进度安排进度安排：第一天：第一天：布置布置。设

5、计。设计准备准备（认真研究设计任务书，明确设计要求、（认真研究设计任务书，明确设计要求、 条件、内容和步骤，收集和阅读有关资料、图纸，复习有条件、内容和步骤，收集和阅读有关资料、图纸，复习有 关课程知识）；关课程知识）；观察观察缝纫机机头的运动，了解缝纫机机头缝纫机机头的运动，了解缝纫机机头 中四大机构的工作原理及其相互之间协调动作的关系，中四大机构的工作原理及其相互之间协调动作的关系，绘绘 制制出机构示意图并出机构示意图并计算计算机构自由度。机构自由度。第二天：对缝纫机机头进行第二天：对缝纫机机头进行拆卸拆卸，仔细观察各杆件之间的连接方式，仔细观察各杆件之间的连接方式 （高副、回转副或移动副

6、）及某些构件的具体结构，（高副、回转副或移动副）及某些构件的具体结构，测量测量 构件的运动尺寸等。构件的运动尺寸等。绘制绘制机构运动简图。机构运动简图。第三天：机构第三天：机构运动分析运动分析，对所选定的机构进行运动分析，对所选定的机构进行运动分析，绘制绘制对应对应 机构的速度图和加速度图。机构的速度图和加速度图。第四天：第四天：绘制绘制凸轮从动件的凸轮从动件的运动线图，并进行盘形运动线图，并进行盘形凸轮轮廓曲线的凸轮轮廓曲线的 设计设计。整理整理说明书（将课程设计的有关内容和设计体会以说明书（将课程设计的有关内容和设计体会以 文字形式编写成说明书）。文字形式编写成说明书）。第五天：继续完成设

7、计计算说明书并进行第五天：继续完成设计计算说明书并进行答辩答辩。三、机械原理课程设计设备三、机械原理课程设计设备家用家用缝纫机缝纫机基本外形基本外形 档油斗 边脚 边脚小轮 踏板 衣档 皮带板手下带轮皮带方架摇杆球缝纫机概述缝纫机概述 家用普通型缝纫机是适用于家用单件或小批量衣家用普通型缝纫机是适用于家用单件或小批量衣料制作的机器，具有车制缝纫、刺绣、卷边、镶嵌花料制作的机器，具有车制缝纫、刺绣、卷边、镶嵌花边、打裥等基本功能。可实现对布料进行制衣、缝纫边、打裥等基本功能。可实现对布料进行制衣、缝纫和修补。是一种经济实惠、操作简单、维护方便的家和修补。是一种经济实惠、操作简单、维护方便的家用设

8、备。因此得到广泛普及。用设备。因此得到广泛普及。四、缝纫机的工作原理四、缝纫机的工作原理目的：目的： 缝纫机的缝线轨迹 工作原理工作原理 面线与底线的绞合缝线轨迹形成主要经过三个阶段：缝线轨迹形成主要经过三个阶段：线环形成阶段：线环形成阶段：钩线和扩大线环阶段：钩线和扩大线环阶段：收线和送布阶段：收线和送布阶段：缝线轨迹的形成缝线轨迹的形成线环的形成阶段线环的形成阶段 通过通过机针机针、缝线缝线和和缝料缝料三者协调工作三者协调工作的结果。机针从上止点位置向下做直线运的结果。机针从上止点位置向下做直线运动：在缝针接触缝料之前，挑线杆向上运动：在缝针接触缝料之前，挑线杆向上运动，完成上一阶段收线的

9、任务，同时从面动，完成上一阶段收线的任务，同时从面线团拉出一段线环所需的长度，摆梭处在线团拉出一段线环所需的长度，摆梭处在开始逆时针方向旋转的初始位置；当机针开始逆时针方向旋转的初始位置；当机针穿过布料到达下止点位置，挑线杆向下运穿过布料到达下止点位置，挑线杆向下运动，面线松弛，同时摆梭逆时转到左边极动，面线松弛，同时摆梭逆时转到左边极限位置；机针从下止点开始向上止点方向限位置；机针从下止点开始向上止点方向运动，机针一侧的短槽对面线的阻力作运动，机针一侧的短槽对面线的阻力作用，使该段的面线留在缝料下方，长槽一用，使该段的面线留在缝料下方，长槽一侧的面线则随机针上升，在机针短槽一侧侧的面线则随机

10、针上升，在机针短槽一侧形成一个线环。形成一个线环。 钩线和扩大线环阶段钩线和扩大线环阶段 机针从下止点向上运动机针从下止点向上运动时，时，摆梭摆梭从左边的极限位置，从左边的极限位置，顺时针向右旋转，当机针向顺时针向右旋转，当机针向上移动上移动2.5mm2.5mm，摆梭尖，摆梭尖刚好到达短槽线环处，并与刚好到达短槽线环处，并与机针重合，如左图所示。摆机针重合，如左图所示。摆梭钩住面线环做顺时针转动，梭钩住面线环做顺时针转动，通过通过梭床盖梭床盖的分线斜面，将的分线斜面，将线环分到摆梭的两侧，完成线环分到摆梭的两侧，完成扩大线环作用，如右图所示，扩大线环作用，如右图所示，并绕过装在摆梭内的并绕过装

11、在摆梭内的梭心套梭心套。收线和送布阶段收线和送布阶段 摆梭把线环绕过梭心套中心线摆梭把线环绕过梭心套中心线时，挑线杆开始向上做直线运动，时，挑线杆开始向上做直线运动，摆梭顺时针转到右边极限位置，面摆梭顺时针转到右边极限位置，面线在挑线杆的拉力作用下，绕线环线在挑线杆的拉力作用下，绕线环从摆梭叉口处斜面脱出，并向上收从摆梭叉口处斜面脱出，并向上收紧套住底线。紧套住底线。 摆梭又开始做反向逆时针转动。摆梭又开始做反向逆时针转动。 当机针完成下当机针完成下上一个循环上一个循环后，送布牙将收紧后的缝料压紧后，送布牙将收紧后的缝料压紧并向前运动，完成一针的缝纫。并向前运动，完成一针的缝纫。五、缝纫机结构

12、五、缝纫机结构 引线机构引线机构 钩线机构钩线机构 挑线机构挑线机构 送料机构送料机构 其执行元件：机针、摆梭、挑线杆和送其执行元件：机针、摆梭、挑线杆和送布牙，缝纫机构做有规律并协调运动，实现布牙，缝纫机构做有规律并协调运动，实现一个特定的双线连锁运动轨迹。一个特定的双线连锁运动轨迹。四大机构组成：四大机构组成：引线机构引线机构引线机构装配图引线机构装配图引线机构在机头的安装位置引线机构在机头的安装位置上轴的旋转带动前轴套和挑线凸轮转动，小连杆上轴的旋转带动前轴套和挑线凸轮转动，小连杆装配在挑线凸轮的左端面偏心位置，针杆与针杆连接装配在挑线凸轮的左端面偏心位置，针杆与针杆连接轴及小连杆连接，

13、挑线凸轮转动使小连杆作平面运动，轴及小连杆连接，挑线凸轮转动使小连杆作平面运动，针杆作上下往复直线运动。针杆作上下往复直线运动。主要功能：将面线穿过缝料主要功能：将面线穿过缝料 并形成绕线环。并形成绕线环。引线机构运动状态分析引线机构运动状态分析 整个过程有四个运动轨迹：整个过程有四个运动轨迹：刺布阶段：机针从上往下作直刺布阶段：机针从上往下作直线运动，并刚穿过缝料。线运动，并刚穿过缝料。引线阶段：机针孔从刚穿过缝引线阶段：机针孔从刚穿过缝料，再到下止点位置，将线引料，再到下止点位置，将线引到最底点。到最底点。组成线环阶段：机针从下止点组成线环阶段：机针从下止点回升到回升到2.5mm2.5mm

14、处，由于摩擦力的处，由于摩擦力的作用与缝料接触的线段在原处作用与缝料接触的线段在原处保持不动，形成线环。保持不动，形成线环。退针阶段：摆梭在从左往右转退针阶段：摆梭在从左往右转动时钩住线环，机针上升到上动时钩住线环，机针上升到上止点位置。止点位置。 钩线机构钩线机构主要功能：摆梭钩住机针拉出的线环，让面线绕过装有主要功能：摆梭钩住机针拉出的线环，让面线绕过装有 底线的梭心和梭心套，使面线和底线绞合。底线的梭心和梭心套，使面线和底线绞合。钩线机构运动状态分析钩线机构运动状态分析上轴曲柄转动带动大连杆运动，摆轴与大连杆下端上轴曲柄转动带动大连杆运动，摆轴与大连杆下端连接作偏心摆动，下轴曲柄上的滑块

15、与摆轴的滑叉口滑连接作偏心摆动，下轴曲柄上的滑块与摆轴的滑叉口滑动连接做摆动，带动下轴左端摆梭托体拨动摆梭在梭床动连接做摆动，带动下轴左端摆梭托体拨动摆梭在梭床的圆形导轨槽做来回往复运动，也就是摆梭从左极限位的圆形导轨槽做来回往复运动，也就是摆梭从左极限位置摆到右极限位置。从而完成钩线的功能。整个过程有置摆到右极限位置。从而完成钩线的功能。整个过程有四个特定阶段：钩线；分线；脱线环；抽底线。四个特定阶段：钩线；分线；脱线环；抽底线。钩线机构四个特定阶段钩线机构四个特定阶段钩线阶段：摆梭在左极限位置时，与机针约有钩线阶段：摆梭在左极限位置时，与机针约有2 22.8mm2.8mm间距，向右摆到摆梭

16、尖刚好钩入线环。间距，向右摆到摆梭尖刚好钩入线环。分线阶段：从摆梭尖钩住线环，使线环扩大。分线阶段：从摆梭尖钩住线环，使线环扩大。脱线环阶段：摆梭分线后到摆梭转动到右边极限位置脱线环阶段：摆梭分线后到摆梭转动到右边极限位置时，使线环绕过底线梭心。时，使线环绕过底线梭心。抽底线阶段：摆梭从右边极限位置反方向转到左边极抽底线阶段：摆梭从右边极限位置反方向转到左边极限位置，摆梭大弧线将底线抽紧并通过梭皮取出底线。限位置，摆梭大弧线将底线抽紧并通过梭皮取出底线。挑线机构挑线机构 主要功能：主要功能： 为摆梭的钩线、分线、和扩大线环提供不同数量的为摆梭的钩线、分线、和扩大线环提供不同数量的线段。线段。对

17、面线进行收紧使底线和面线绞合在缝料层之间。对面线进行收紧使底线和面线绞合在缝料层之间。挑线机构运动状态分析挑线机构运动状态分析输线阶段输线阶段：挑线杆的线孔从上：挑线杆的线孔从上止点下降到下止点。止点下降到下止点。在刺布阶段，挑线杆下降速度在刺布阶段，挑线杆下降速度与机针下降速度相匹配；与机针下降速度相匹配；线环形成阶段，挑线杆应瞬时线环形成阶段，挑线杆应瞬时停止；停止；扩大线环阶段，挑线杆应继续扩大线环阶段，挑线杆应继续下降，以满足扩大线环的需要。下降，以满足扩大线环的需要。提线阶段提线阶段：线环绕过梭心到机：线环绕过梭心到机针上止点最高位置，凸轮再旋针上止点最高位置，凸轮再旋 转转6060

18、 ，使面线从梭床迅速拉，使面线从梭床迅速拉出、收紧并绞合，并拉出一定出、收紧并绞合，并拉出一定长度的面线。长度的面线。送料机构送料机构主要功能：缝料在压脚与牙架的相对移动中，使缝料主要功能：缝料在压脚与牙架的相对移动中，使缝料 作向前移动。作向前移动。主要有：抬牙机构和送布机构。主要有：抬牙机构和送布机构。送料机构运动状态分析送料机构运动状态分析 送布阶段：送布牙露出针板时，固定于上轴的送布凸轮送布阶段：送布牙露出针板时，固定于上轴的送布凸轮转动转动牙叉摆动牙叉摆动送布轴转动送布轴转动送布牙向前运动。送布牙向前运动。降牙阶段：送布牙停止向前运动，大连杆通过摆轴、抬降牙阶段：送布牙停止向前运动，

19、大连杆通过摆轴、抬牙轴带动牙架下降到最底点。牙轴带动牙架下降到最底点。倒回阶段：送布牙从最底位置在针板下往回作水平移动，倒回阶段：送布牙从最底位置在针板下往回作水平移动，回到开始抬牙位置。回到开始抬牙位置。抬牙阶段：倒牙完成后抬牙轴开始抬牙作向上运动。抬牙阶段：倒牙完成后抬牙轴开始抬牙作向上运动。送料机构循环运动轨迹送料机构循环运动轨迹抬牙抬牙2送牙送牙3降牙降牙4倒牙倒牙5抬牙抬牙6四个运动轨迹四个运动轨迹六、缝纫机头拆卸六、缝纫机头拆卸认真阅读缝纫机的基本结构说明，了解其工作原理。认真阅读缝纫机的基本结构说明，了解其工作原理。了解缝纫机的引线机构；钩线机构；挑线机构；送料了解缝纫机的引线机

20、构；钩线机构；挑线机构；送料 机构等四个基本传动机构的工作原理、零部件的安装机构等四个基本传动机构的工作原理、零部件的安装及其相互之间的关系。及其相互之间的关系。准备必要的工具和清洗油。准备必要的工具和清洗油。拆卸前的准备阶段拆卸前的准备阶段拆卸步骤拆卸步骤(1)(1)缝纫机头在拆卸前应转动上皮带轮，从主动件开始，缝纫机头在拆卸前应转动上皮带轮，从主动件开始， 认真观察从动件依次传动过程。仔细了解各零件的认真观察从动件依次传动过程。仔细了解各零件的 结构形式和装配方式。结构形式和装配方式。(2)(2)按照四个机构的传动系统，认真进行分析，分别画按照四个机构的传动系统，认真进行分析，分别画 出四

21、个传动机构的示意图。出四个传动机构的示意图。机头零件的拆卸机头零件的拆卸外观零件外观零件上皮带轮组件：上皮带轮组件：R13, S14, S15, P2R13, S14, S15, P2夹线系统零件：夹线系统零件：R52, S42, R53, R52, S42, R53, S43, R54, W11, S41, X10, R55, S43, R54, W11, S41, X10, R55, R56, R57, W12,L5R56, R57, W12,L5摆梭系统零件：摆梭系统零件：S33, W7, X7, R37, S33, W7, X7, R37, R35, R40, S32, S35,R45

22、/2, R42, R35, R40, S32, S35,R45/2, R42, S36, W10,R44, R43. S36, W10,R44, R43. 绕线器系统零件：绕线器系统零件：固定支架固定支架R59, R59, R60, W13,R61,S45,R52,S40,X11R60, W13,R61,S45,R52,S40,X11 转动支架转动支架R9, R9, P1, R7, Z4, X2, S10, W1, R9, P1, R7, Z4, X2, S10, W1, R9, S12, W2, R10, S13, R6, R11/3 S12, W2, R10, S13, R6, R11/3

23、 (W3, R12, R74),(W3, R12, R74),面板：面板：R50, R51, X9, S40, R50, R51, X9, S40, 后盖：后盖：R48, S39.R48, S39.针板：针板：R15, S16, W4.R15, S16, W4.挑线杆：挑线杆：S20, R21, U1/2.S20, R21, U1/2.压脚零件拆卸压脚零件拆卸松开压脚螺钉松开压脚螺钉S39 S39 取取下压脚下压脚R66(R17/3)R66(R17/3)。 松开调压螺钉松开调压螺钉S17S17，驱除压簧驱除压簧W5W5。 松开压杆螺钉松开压杆螺钉S18S18，向上抽出压杆向上抽出压杆Z5Z5，

24、取出，取出压杆导架压杆导架R16.R16.。 拧下压脚螺钉拧下压脚螺钉S19, S19, 卸卸下压脚板手下压脚板手R20R20。如图压。如图压脚零件所示。脚零件所示。 针杆零件拆卸针杆零件拆卸 松开针夹螺钉松开针夹螺钉S8S8和线和线夹螺钉夹螺钉S9S9，取出针杆线夹，取出针杆线夹R4R4、针夹、针夹R3R3和机针。和机针。 通过机头后部小孔，通过机头后部小孔，松开机杆连接轴螺钉松开机杆连接轴螺钉S7S7，向上抽出针杆向上抽出针杆Z2 Z2 。 松开小连杆圆柱螺钉松开小连杆圆柱螺钉S6S6和和S5S5，取出小连杆，取出小连杆R1R1。 钩线机构零件拆卸钩线机构零件拆卸打出下轴左端摆梭托体打出下

25、轴左端摆梭托体R39R39上的下轴曲柄销上的下轴曲柄销X6X6，取，取出摆梭托体。出摆梭托体。 松开下轴曲柄螺钉松开下轴曲柄螺钉S38S38。取出下轴曲柄。取出下轴曲柄R33R33和下轴和下轴Z6Z6。 松开大连杆小端的圆锥螺钉松开大连杆小端的圆锥螺钉S31S31。摆轴。摆轴T3T3两端的大两端的大顶尖螺母和螺钉，取下摆轴顶尖螺母和螺钉，取下摆轴T3.T3. 松开大连杆松开大连杆R32R32上的大连杆螺钉上的大连杆螺钉S30S30，往下取下大，往下取下大连杆连杆 送料机构零件拆卸送料机构零件拆卸松开牙叉底部与送布松开牙叉底部与送布曲柄曲柄R27R27的牙叉连接螺钉的牙叉连接螺钉S25S25，从

26、牙叉口下端小圆孔，从牙叉口下端小圆孔松开针距座螺钉松开针距座螺钉S21S21和针距和针距螺钉螺钉2323。取出针距座。取出针距座R22R22和和牙叉滑块牙叉滑块U4U4。 松开送布轴松开送布轴R26R26和牙架和牙架R29R29两端的大小顶尖螺帽和两端的大小顶尖螺帽和螺钉，取下送布轴螺钉，取下送布轴R26R26、牙、牙架架R29R29和送布牙和送布牙R28R28。 松开抬牙轴松开抬牙轴R30R30两端的两端的大顶尖螺母大顶尖螺母L2L2和螺钉和螺钉S27S27，取出抬牙轴取出抬牙轴R30R30和抬牙曲柄和抬牙曲柄R31R31。上轴机构零件拆卸上轴机构零件拆卸上轴零件组的主要零件有：上轴上轴零件

27、组的主要零件有：上轴Z1Z1、挑线凸轮、挑线凸轮T2T2、前轴套前轴套O1O1和送布凸轮和送布凸轮S2S2。 松开上轴前轴套螺钉松开上轴前轴套螺钉S3S3和送布凸轮螺钉和送布凸轮螺钉S2S2。顶出前。顶出前轴套轴套O1O1脱离机壳，拉出上轴脱离机壳，拉出上轴Z1Z1。 七、缝纫机头的使用装配七、缝纫机头的使用装配上轴的装配上轴的装配挑线杆装配挑线杆装配针杆装配针杆装配 压紧杆装配压紧杆装配送布轴装配送布轴装配抬牙轴装配抬牙轴装配下轴装配下轴装配牙叉装配牙叉装配大连杆装配大连杆装配摆轴装配摆轴装配梭床装配梭床装配面板装配面板装配绕线器装配绕线器装配上带轮装配上带轮装配调整与运行调整与运行八、缝纫

28、机的使用八、缝纫机的使用穿线和引线穿线和引线梭芯绕线梭芯绕线装梭心装梭心 穿面线穿面线引底线引底线面、底线压力的调整面、底线压力的调整针距的调节针距的调节压脚压力的调整压脚压力的调整夹线器的装卸与调整夹线器的装卸与调整机针的装卸机针的装卸梭床安装梭床安装九、机械原理课程设计说明书九、机械原理课程设计说明书机械原理课程设计目的：机械原理课程设计目的：机械原理课程设计设计题目（包括设计条件和要机械原理课程设计设计题目（包括设计条件和要求）求）：机械总运动简图机械总运动简图：画出各机构运动简图并回答画出各机构运动简图并回答:试画出引线机构的机构运动简图，指出引线机构由哪试画出引线机构的机构运动简图，

29、指出引线机构由哪些常用机构组成？其工作过程由哪几个阶段构成？在些常用机构组成？其工作过程由哪几个阶段构成？在各阶段中机针与挑线杆的动作如何协调？各阶段中机针与挑线杆的动作如何协调？试画出钩线机构的机构运动简图，指出钩线机构由哪些试画出钩线机构的机构运动简图，指出钩线机构由哪些常用机构组成？其工作过程由哪几个阶段构成？在各阶常用机构组成？其工作过程由哪几个阶段构成？在各阶段中钩线与引线杆的动作如何协调？段中钩线与引线杆的动作如何协调？试画出挑线机构的机构运动简图，指出引线机构由哪试画出挑线机构的机构运动简图，指出引线机构由哪些常用机构组成？其工作过程由哪几个阶段构成？在些常用机构组成？其工作过程由哪几个阶段构成？在各阶段中挑线与钩线的动作如何协调？各阶段中挑线与钩线的动作如何协调？试画出送布机构的运动简图，并说明它是如何实现送试画出送布机构的运动简图，并说明它是如何实现送布牙的近似矩形的运动轨迹的。布牙的近似矩形的运动轨迹的。试用缝纫机的工作循环图解释它完成一个循环动作（形试用缝纫机的工作循环图解释它完成一个循环动作（形成一个线迹）的过程中，四个机构的执行构件的运动是成一个线迹）的过程中，四个机构的执行构件的运动是如何协调的。如何协调的。所选