Кинематический анализ механизма транспортирования ткани (стр. 10 из 17)

Согласно приведённому алгоритму в блоке 2 происходит ввод исходных данных. С блока 3 начинается цикл, в котором изменяется обобщённая координата

от 0 до 2… . В цикле в блоках 4,5.6.7.8 производится кинематический анализ узла горизонтальных перемещений рейки. В блоках 9,10.11 производится кинематический анализ узла вертикальных перемещений рейки. В блоках 12 и 13 производится кинематический анализ узла рейки. При кинематическом анализе кривошипов O1A и O1F см. блоки 4 и 9 происходит обращение к подпрограмме анализа кривошипа, алгоритм которого приведён на рис. 1.3.2. При кинематическом анализе структурных групп ABD, BCO3, FKO4 и ENM см. блоки 5 ,6 ,10 и 12 происходит обращение к подпрограмме анализа структурной группы Ассура первой модификации, алгоритм которого приведён на рис. . 1.3.4. При определении функций положений , первой и второй передаточной функций координат шарниров E,N и M и среднего зуба рейки Q1 происходит обращение к подпрограмме анализа звена механизма, блок- схема которой приведена на рисунке 1.3.7.

3.Алгоритм кинематического анализа движения верхней рейки механизма транспортирования ткани швейной машины 131-42+3 класса

Рассмотрим задачу кинематического анализа механизма привода верхней рейки швейной машины 131-42+3 класса.

Разобьём механизм на кинематические цепи узла горизонтальных перемещений верхней рейки, узла вертикальных перемещений верхней рейки, и узел верхней рейки. Следует отметить, что горизонтальное перемещение верхней рейки передаётся от шарнира C узла горизонтальных перемещений нижней рейки, алгоритм анализа которого был преведён выше (см. п.п. 2.2), поэтому координаты шарнира C будем считать известными.

На рисунке 3.1 приведены кинематические схемы указанных узлов.

Введём неподвижную систему координат O1 XY, центр которой связан с осью вращения O1.

Обозначим

как обобщённая координата механизма.

(

= * t; = const).

С каждым звеном механизма свяжем подвижную систему координат.

Для узла горизонтальных перемещений обозначим

, , , - как угловые координаты поворота звеньев 17, 18,19, 20, соответственно.

Для узла вертикальных перемещений обозначим

, - как угловые координаты поворота звеньев 12, 13 соответственно Для узла рейки обозначим , , , , , - как угловые координаты поворота звеньев 14,15,16,21,22,23 соответственно.

В ходе кинематического анализа указанных кинематических цепей необходимо определить угол координаты

, i= 1…2 , определить координаты x , y , x ,y , x , y точек I, W и Q2 соответственно в системе координат O1XY. Обобщённая координата изменяется в пределах от 0 до 2 … , поэтому , i= 1…2 , x , y , x , y , x , y . являются функциями угла . Также необходимо определить скорости и ускорения (первую и вторую передаточные функции указанных координат).

Для определения указанных величин разобьём кинематические цепи узла горизонтальных перемещений, узла вертикальных перемещений и узел рейки на структурные группы Ассура.

Кинематический узел горизонтальных перемещений представляет собой структурную группу СRO6 (см. рис. 3.3). К структурной группе CRO6 присоединена группа SVO8. Угол

задан (параметр регулирования шага транспортирования), поэтому координаты точки С известны.

Узел вертикальных перемещений рейки также разобьём на структурные группы. Он состоит из кривошипа O6A2 и структурной группы А2НO7 (см. рис. 3.4).

При кинематическом анализе узла рейки будем исходить из того, что верхняя рейка движется независимо от нижней, т.е. она может опускаться ниже уровння игольной пластины, т.е. перепляс отсутствует, прижимная лапка (звено 24) неподвижно. В этом случае узел рейки будет иметь структуру, показанную на рис. 3.5.

Узел рейки представляет собой структурную группу O9LW (см. рис. 3.5), присоединённую к ней структурную группу O10YI, а также структурную группу LY16.

Как следует из проведённого анализа структуры механизма, механизм имеет кривошип O6A2, 5 структурных групп первой модификации: СRO6, SVO8, А2НO7, O9LW, O10YI, а также 1 структурную группу третей модификации LY16.

Блок-схемы алгоритмов кинематического анализа указанных структурных групп приведены в п.п. 1.3.1, 1.3.2, 1.3.3 и 1.3.5. Математические модели для определения этих параметров приведены в [88]. Воспользовавшись результатами указанной работы приведём алгоритм кинематического анализа механизма привода нижней рейки. Блок- схема указанного алгоритма приведена на рисунке 3.6.

Согласно приведённому алгоритму в блоке 2 происходит ввод исходных данных. С блока 3 начинается цикл, в котором изменяется обобщённая координата

от 0 до 2 . В цикле в блоках 4,5.6.7 производится кинематический анализ узла горизонтальных перемещений рейки. В блоках 8,9,10 производится кинематический анализ узла вертикальных перемещений рейки. В блоках 11, 12, 13, 14 и 15 производится кинематический анализ узла рейки. При кинематическом анализе кривошипа O6A2 см. блок 8 происходит обращение к подпрограмме анализа кривошипа, алгоритм которого приведён на рис. 1.3.2. При кинематическом анализе структурных групп СRO6, SVO8, А2НO7, O9LW и O10YIсм. блоки 4, 6, 9, 11 и 12 происходит обращение к подпрограмме анализа структурной группы Ассура первой модификации, алгоритм которого приведён на рис. . 1.3.4. При кинематическом анализе структурной группы LY19 см. блок 14 происходит обращение к подпрограмме анализа структурной группы Ассура третей модификации, алгоритм которого приведён на рис. 1.3.12. При определении функций положений, первой и второй передаточной функций координат среднего зуба рейки Q2 происходит обращение к подпрограмме анализа звена механизма, блок- схема которой приведена на рисунке 1.3.7.

4. Разработка алгоритмического обеспечения и исследование кинематики верхней и нижней рейки машины 131-42+3 класса.

Рассмотрим задачу кинематического анализа механизма транспортирования ткани швейной машины 131-42+3 класса с нижней и верхней рейкой, при этом будем исходить из существенного допущения заключающегося в том, что верхняя и нижняя рейка не соприкасаются друг с другом, то есть работают раздельно. В этом случае кинематическая схема механизма транспортирования рейки будет иметь вид представленный ни рис. 4.1. Число подвижных звеньев для этого механизма равно n == 24, количество кинематических пар равно p5 =35, определим число степеней свободы по формуле Чебышева [1], получим

W=3n-2p = 3*24-2*35=2 (3.1)

W = 2 соответствует двум входным звеньям.

Данную структурную схему можно разделить на две группы- механизм нижней рейки, который включает в себя звенья 1-10 и механизм верхней рейки (звенья 11 - 23).

Чтобы произвести кинематический анализ механизма транспортирования на ЭВМ с использованием разработанных выше подпрограмм кинематического анализа отдельных структурных групп, необходимо объединить указанные подпрограммы в единой программе - головном модуле. Головной модуль должен выполнять следующие задачи: ввод необходимых для кинематического анализа механизма исходных данных, кинематический анализ механизма, вывод результатов счета. Исходными данными для кинематического анализа механизма являются его структурная схема, геометрические размеры звеньев и координаты неподвижных опор. Кинематический анализ производится головным модулем путем вызова на выполнение подпрограмм анализа

отдельных структурных групп в установленной согласно структурной схеме анализируемого механизма последовательности.

Вывод данных, полученных в результате анализа удобнее всего производить в форме таблиц и графиков.

Основной и наиболее ответственной частью головного модуля является непосредственно кинематический анализ механизма. При анализе данного механизма следует учитывать существенное допущение - траектория движения верхней лапки пересекает игольную пластину и траекторию движения нижней рейки. Это обусловлено тем, что в процессе транспортирования ткани звенья верхней лапки испытывают упругую деформацию, а также нагружают компенсатор, расположенный звене узла вертикальных перемещений верхней лапки. Анализ этих процессов выходит за границы кинематического анализа механизма транспортирования- задачи данного дипломной работы.