Расчет привода швейной иглы (стр. 1 из 4)
Санкт-Петербургский Государственный Институт Сервиса и Экономики
Кафедра “Технология ремонта транспортных средств”
Расчетно-пояснительная записка к
курсовому проекту по основам
конструирования и проектирования
Тема: Расчет привода иглы швейной машины
Студент: Чиркунов А.В.
Группа: 721
Специальность: 0608
Руководитель проекта: Петрова Л.Б.
Санкт-Петербург
1999 год
ОГЛАВЛЕНИЕ:
1. Расчет привода иглы швейной машины......................................... 3
1.1. Структура привода иглы...................................................................................... 3
1.2. Выбор иглы.............................................................................................................. 3
1.3. Расчет иглы на прочность................................................................................... 4
1.4. Выбор геометрических параметров кпм.......................................................... 5
1.5. Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма................ 6
1.5.1. Задачи анализа.................................................................................................. 6
1.5.2. Построение плана механизма......................................................................... 6
1.5.3. Построение плана скоростей......................................................................... 6
1.5.4. Построение плана ускорений.......................................................................... 9
1.6. Расчет уравновешивающего момента.......................................................... 11
1.7. Расчет мощности двигателя для привода механизма иглы.................... 12
2. Условия для расчетов................................................................................. 13
3. Литература........................................................................................................... 14
1. Расчет привода иглы швейной машины.
В швейных машинах для обеспечения поступательного движения иглы предусматривается привод, состоящий из электродвигателя, клиноременной передачи и кривошипно-ползунного механизма.
В кривошипно-ползунный механизм входят: главный вал на двух подшипниках скольжения; кривошип, соединенный пальцем с шатуном; поводок, связанный с одной стороны с игловодителем стопорным винтом, а с другой стороны с ползуном, перемещающимся в направляющих.
Ползун предназначен для снижения нагрузки на игловодитель от кривошипа.
Внизу игловодителя, движущегося в двух направляющих, предусмотрен иглодержатель со стопорным винтом.
Кривошипно-ползунный механизм предназначен для преобразования вращательного движения в поступательное и в швейных машинах может быть исполнен в одном из трех вариантов. Во всех вариантах кривошип совершает вращательное движение и обязательно соединен со стойкой – неподвижным звеном; ползун совершает поступательное движение, контактирует с неподвижным звеном; шатун совершает плоское или плоско-параллельное движение, являющееся комбинацией вращательного и поступательного движения, со стойкой непосредственно не связан.
Основным является центральный кривошипно-ползунный механизм, у него продолжительность рабочего и холостого хода одинаковая. У смещенного механизма продолжительность рабочего хода иглы больше продолжительности холостого. Для снижения температуры иглы исполняют кривошипно-ползунный механизм с верхним расположением шатуна, т.к. у него средняя скорость иглы ниже, чем у механизмов с нижним расположением шатуна.
Основным рабочим органом швейной машины является игла. Она предназначена для прокола материала, проведения через него верхней нити и образования петли-напуска.
Игла состоит из колбы для крепления иглы в игловодителе; лезвия, являющегося рабочей частью иглы; и острия для прокола материала. В лезвии выполнены ушко для заправки верхней нити, короткий желобок для образования петли и длинный желобок для предотвращения верхней нити от перетирания.
Все иглы согласно ГОСТу 7322-55 имеют номера с №60 по №300. Номер иглы соответствует диаметру лезвия в мм, умноженному на 100. Так игла №90 имеет диаметр лезвия 0,9 мм.
При выборе номера иглы следует ориентироваться на сшиваемые ткани и материалы согласно таблице:
| Ткани и материалы | Номер иглы |
| Шелковые типа сорочечной, вискозной | 75 – 90 |
| Шелковые с лавсаном | 75 –90 |
| Синтетические типа капрона | 75 – 90 |
| Чистошерстяные легкие, шерстяные с лавсаном, штапельные и хлопчатобумажные с лавсаном | 85 – 110 |
| Шерстяные камвольные и тонкосуконные | 85 – 130 |
| Шерстяные типа драпа, ворсовые | 90 – 130 |
| Грубосуконные, шелковые плащевые прорезиненные односторонние, мех искусственный | 90 – 130 |
| Шинельные, многослойные и тяжелые | 130 – 210 |
Для расчетов курсовой работы нам предложена ткань хлопчатобумажная с лавсаном, т.о. выберем иглу №90.
Длина иглы и ее отдельных частей является основным конструктивным параметром, обеспечивающим выполнение технологического процесса сшивания материалов и входящим в число исходных данных для выполнения прочностных расчетов игл. Угол заточки иглы
.Общая длина лезвия иглы от острия до колбы:
l1=L-(l2+l3) мм (1.1)
L – общая длина иглы: в универсальных швейных машинах L=38 мм
l2 – длина колбы, выступающая из игловодителя: в зависимости от лапки принимает-
ся l2=8-9 мм
l3 – длина колбы, закрепляемой в игловодителе, мм
l3=5d мм (1.2)
d – диаметр иглы, мм
Иглы изготавливаются из стальной углеродистой отожженной проволоки марки И3 класса А ГОСТ 5468-60. После изготовления подвергаются закалке до твердости по Роквеллу HRC54-60.
Мы выбрали иглу №90, следовательно d=0,9 мм,примем длину l2=8,5 мм, длина l3=4,5 мм. Тогда общая длина лезвия, согласно формуле (1.1) l1=25 мм
1.3. Расчет иглы на прочность.
Чем меньше диаметр лезвия иглы, тем меньше вероятность повреждения сшиваемых тканей. Однако слишком тонкая игла под действием усилия прокола может изогнуться и даже сломаться. Поэтому, чтобы удостовериться в правильности выбора номера иглы и длины ее лезвия, выполняется проверочный расчет иглы на продольный изгиб и на сжатие.
Если усилие прокола P не превышает некоторой предельной величины Pкр., то игла будет испытывать обычное сжатие и ее ось останется прямолинейной. Если усилие прокола достигнет предельной величины силы P=Pmax+Pкр., то она изогнется.
Условие устойчивости иглы по продольному изгибу:
P<[P] (1.3)
где [P] – допускаемое усилие.
(1.4)
где nуст. – коэффициент запаса устойчивости: для стали nуст.=1,8 – 3,0.
Критическая сила:
(1.5)где Е – модуль упругости материала иглы: для стали
Н/мм2m - коэффициент приведения длины иглы: для данного случая m=2
Imin – момент инерции ослабленного сечения иглы
мм4 (1.6)В нашем случае Imin»0,0185 мм2
Pкр.»14,607 Н
[P]»7,3 Н
По нашему условию Р=5,5 НÞ Р<[P].
Вывод: выбранная игла подходит по условию устойчивости иглы по продольному изгибу.
Условие прочности иглы по напряжениям сжатия:
(1.7)где [sсж] – допускаемое напряжение на сжатие: для стали И3 [sсж]=60 – 90 Н/мм2
Fmin – площадь поперечного сечения в ушке иглы
Fmin»0,385 d 2мм2 (1.8)
В нашем случае Fmin»0,312 мм2
sсж»17,6 Н/мм2
Отсюда мы видим: sсж £ [sсж], следовательно выбранная нами игла подходит по условию прочности иглы по напряжениям сжатия.
Общий вывод: выбранная нами игла пригодна.
1.4. Выбор геометрических параметров кривошипно-ползунного механизма.
Для центральных механизмов радиус кривошипа:
r=lAB=0,5 So м (1.9)
где So- общий ход иглы, равный сумме перемещения иглы от крайнего верхнего по-
ложения до начала входа иглы в материал и перемещения в материале.
Длина шатуна вычисляется по формуле: l = lBC = r/lм (1.10)
По нашему условию So=
м, а l=0,38; таким образом r= 
м, а l»0,0391.5. Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма.
Исходными данными для кинематического анализа являются: схема механизма, длина звеньев и закон движения входного звена (кривошипа).
Задачи кинематического анализа:
· Построение плана положений звеньев механизма.
· Определение линейных скоростей и ускорений точек звеньев.
· Определение угловых скоростей и ускорений звеньев.
1.5.2. Построение плана механизма.
Для кинематического исследования строится кинематическая схема механизма, на которой изображается ряд положений всех звеньев механизма (план механизма).
План механизма строится в некотором масштабе. Если кривошип r=lABна плане механизма изображается отрезком
в мм, то длина этого отрезка называется масштабным значением длины кривошипа. Тогда истинное значение длины кривошипа: