2 Проектирование механизма нитепритягивателя

Проектирование выполняется двумя способами: графическим и аналитическим. Графический выполняется следующим образом.

Плоская схема механизма нитепритягивателя представлена на рис. 1.1. Необходимо определить следующие параметры схемы: ОВ, СВ, СD, СЕ, ВЕ.

Исходными данными являются диаграмма подачи и выбирания нити (рис.1.2, табл.1.1). При этом проектирование ведется по двум крайним положениям механизма:

φ₁ - угол поворота главного вала, соответствующий минимальной подачи нити φ₁ = 75º;

φ₂ - угол поворота главного вала, соответствующий максимальной подаче нити φ₁ = 300º.

При определении параметров схемы накладываются следующие ограничения:

1.Центр шарнира D должен располагаться на границе или за пределами

окружности радиуса R_max в центре с точкой О

R_max= R_о + d/2 + δ,

где R_о - максимальный радиус цилиндрической части кривошипа;

d - диаметр ступицы коромысла DC в шарнире D;

δ – допустимый зазор между размерами R_о и d (δ ≈ 1 мм);

2.Траектория точки Е должна находиться за пределами наружного контура корпуса машины. Это условие относится к нитенаправителям N, M;

3.Углы передачи в шарнире С должны находиться в следующих пределах:

μ_min≥ μ_доп; μ_max≤ 180 - μ_доп,

μ_доп= 30º (для рычажных механизмов).

Последовательность построения следующая (рис. 3.1):

1. Произвольно выбираем точку О и проводим оси координат ОХ и ОУ.

2. Из центра О проводим окружность радиусом R_max и определяем положение нитенаправителей N, M (они совпадают) в точке пересечения двух касательных, проведенных к окружности R_max в точках Е₂ и N. Точка Е₂ определяет крайнее нижнее положение глазка нитепритягивателя.

3. Проводим прямую через точки Е₂ и N. На этой прямой от точки Е₂ вверх откладываем отрезок, равный 0,5*S_max (S_max - максимальная подача нити) и получаем точку Е₁, соответствующую крайнему верхнему положению глазка нитепритягивателя, т.е. минимальной подаче нити.

4. Выбираем полюс Р₂₂, совпадающий с точкой Е₂. От отрезка ОР₂₂ откладываем против ω_ОВ угол (φ₁₂ - π = 300º - 75º - 180º = 45º), где φ₁₂ - угол поворота ведущего звена от φ₁ до φ₂. В пересечении этой прямой с отрезком Е₁Е₂ определяем полюс Р₁₁.

5. Определяем полюс поворота для двух положений нитепритягивателя. Для этого через середину отрезка Е₁Е₂ проводим перпендикуляр и биссектрису внешнего угла Р₁₁О Р₂₂. На пересечении этих линий и определится точка Р₁₂.

6. Определяем угол поворота θ₁₂ по формуле θ₁₂ = ∟Е₁Р₁₂Е₂ = ∟В₁Р₁₂В₂ = 54º.

7. Исходя из вышеперечисленных условия, определяем точки В₁ и В₂. Для этого через точку Р₁₂ проводим прямую под углом (- θ₁₂ / 2= - 54º / 2 = -27 º) к прямой Р₁₂О. Точка В₁ определится в пересечении этой прямой и отрезка ОР₁₁. Из центра О проводим окружность радиусом ОВ₁, в пересечении ее с прямой ОР₂₂ определим точку В₂. При этом приближенно выполняется условие Р₁₁Р₁₂ = Р₁₂Р₂₂, ∟Р₁₁ Р₁₂ Р₂₂ = θ₁₂.

8. Находим положение точки D. Для этого проведем прямую m_D, которая является биссектрисой угла Р₁₁ Р₁₂ Р₂₂. На этой прямой выбираем точку D (желательно вблизи окружности R_max).

9. Точку С₁ определяем в пересечении двух прямых: первая проводится через полюс Р₁₂ под углом (- θ₁₂ / 2 = - 54º / 2 = -27º) к Р₁₂D; вторая - прямая Р₁₁D.

10. Соединив точку D с точкой С₁; С₁ с Е₁, О с В₁ получим первое положение механизма.

11. Определим значение угла передачи μ₁ = 65º. Оно удовлетворяет поставленным условиям 30º ≤ μ ≤ 150º.

12. Методом засечек определяем второе крайнее положение механизма нитепритягивателя и проверяем угол передачи μ₂ = 40º.

13. Определяем длины звеньев, учитывая масштаб.

Получаем ОВ = 14 мм, ВС = 32 мм, СD = 59,5 мм, СЕ = 31,5 мм, ВЕ = 59 мм.

По определенным размерам механизма нитепритягивателя необходимо построить реальную диаграмму подачи и выбирания нити.

Для этого необходимо построить двенадцать положений механизма нитепритягивателя, используя метод засечек и определить траекторию движения глазка нитепритягивателя Е (рис. 3.2).

Используя построенную траекторию движения глазка нитепритягивателя и известные положения нитенаправителей N₁, M необходимо определить текущий расход нити по формуле:

S_i = (N₁E_в+ N₂E_в) - (N₁E_i + N₂E_i),

где (N₁E_в + N₂E_в) - суммарная длина ветвей нити при верхнем положении глазка нитепритягивателя;

(N₁E_i+ N₂E_i) - суммарная длина ветвей нитки при любом текущей положении глазка нитепритягивателя.

S₀ = (102+102) – (77+77) = 50 мм;

S₁ = (102+102) – (95+95) = 14 мм;

S₂ = (102+102) – (102+102) = 0 мм;

S₃ = (102+102) – (99+99) = 6 мм;

S₄ = (102+102) – (92,5+92,5) = 19 мм;

S₅ = (102+102) – (84+84) = 36 мм;

S₆ = (102+102) – (73,5+73,5) = 57 мм;

S₇ = (102+102) – (63,5+63,5) = 77 мм;

S₈ = (102+102) – (52+52) = 100 мм;

S₉ = (102+102) – (45+45) = 114 мм;

S₁₀ = (102+102) – (42+42) = 116 мм;

S₁₁ = (102+102) – (51+51) = 96 мм.

По результатам вычислений строится диаграмма реальной подачи нитки, которая совмещается с заданной (рис. 3.3).

Далее выполняем аналитическое проектирование кривошипно-коромыслового нитепритягивателя. Для этого готовим следующие исходные данные:

ОВ = 14 мм - длина кривошипа;

δ - угол между кривошипами механизма вертикальных перемещений иглы и механизма нитепритягивателя; принимаем δ=45º;

x_D = 40,5 мм, y_D = 31 мм - координаты шарнира D, мм;

ВС = 32 мм, СЕ = 31,5 мм - размеры рычага нитепритягивателя;

СD = 59,5 мм - длина коромысла;

N (х_N1,y_N1,z_N1) = N (-45, -45, 0) - координаты нитепритягивателя N, мм;

M (х_M,y_M,z_M) = M (-45, -45, 0) - координаты нитепритягивателя M, мм;

μ_доп=30º - допускаемый угол передачи рычажных механизмов.

Данные по диаграмме подачи и выбирания нити выбирают из таблицы 1.1.

Используя исходные данные, осуществляем проектирование нитепритягивателя по программе [Nitepr]. Графический документ полученных результатов находится в приложении 1. По результатам расчетов строится диаграмма подачи и выбирания нити, совмещаемая с двумя предыдущими (рис.3.3).