机械原理课程设计--缝纫机导针及紧线机构设计及运动分析

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1、机械原理课程设计说明书设计题目：缝纫机导针及紧线机构设计及运动分析学院：汽车学院专业：班级：设计者:指导老师:2011年6月8日目录1、机构简介（附示意简图）2、原始设计数据和设计要求3、设计方案及讨论4、设计原理5、机构尺寸确定及设计步骤6、分析与讨论7、参考文献8、心得与体会一、机构示意图：该机构由O1轴上齿轮1驱动齿轮2，O2轴上还固接有曲柄O2A和O2C，曲柄滑块机构O2AB的滑块为缝纫针杆，曲柄要干机构O2O3DC的连杆上点E为紧线头，针杆与紧线头协调动作，完成缝纫和紧线过程。原始数据：齿轮

2、转数n1=200rpmn2=260rpm模数m1.5mm中心距O1O254mm距离L40mm针杆冲程H30mm角度β1deg35β2deg120β3deg145α’deg15α’’deg75杆长O2O338mmO3D24mm杆长DE/DC1.25O2A/AB0.25齿轮参数：压力角α=20。，齿轮高系数ha*=1，顶隙系数c*=0.25。杆O3D摆角范围：α’《α《α’’二、齿轮机构的传动分析a.按给定的原始数据，确定机构传动比i，进而确定齿轮的基本几何参数，并确定齿轮机构的传动类型。b.确定齿轮的其

3、他参数，如变位系数x，中心距分离系数y，齿顶缩减系数σ等，计算齿轮副的几何尺寸：中心距a，齿轮分度圆直径d，齿顶圆直径da，齿根圆直径df和基圆直径db。c.计算机构的重叠系数ε，计算小齿轮齿顶圆齿厚Sa。因为Z1和Z2均为整数，所以取Z1=39，Z2=30所以：无侧隙啮合方程：因为Z1>17,Z2>17Xmin<0,Xmin<0，即使齿轮采用正变位不会产生根切现象。故可取x1=1,x2=0.69所以中心距变动系数齿顶缩减系数齿顶圆直径：齿根圆直径：基圆直径：齿顶压力角：重合度：齿顶圆齿厚：齿轮参数列

4、表如下：参数齿轮1齿轮2齿数z3930变位系数x10.68中心距分高系数y1.48齿顶缩减系数σ0.21标准中心距a51.75实际中心距a’54齿轮分度圆直径dmm58.5mm45mm齿顶圆直径da63.86mm49.42mm齿根圆直径df57.75mm43.32mm基圆直径db54.98mm42.28mm机构的重叠系数ε1.83齿顶圆齿厚Sa1.626mm1.362mm由上述计算可得到齿轮啮合传动的重合的大于1，满足连续传动要求，齿厚大于0.4m(m=1.5)，所以也满足要求，所以设计的齿轮参数正确

5、。三、连杆机构及运动分析a.按给定的原始数据，确定机构各杆尺寸，采用解析法计算时许列出计算过程和公式。b.用解析法分析机构的运动，列出机构位置方程，位移分析，速度和加速度分析的运动方程。c.编写机构运动分析的计算机计算的通用源程序及原始数据文件。上机运算，打印源程序和结果。d.用图解法分析机构三个瞬时位置（输出构件的二个极限位置和一个任意位置）的运动，作出相应机构位置图，速度和加速度图。1.用图解法确定各杆的尺寸由题意得在滑块的两个极限位置处有(CD-O2C)2=O3D2+O2O32-2O3DO2O3

6、COS(15°+55°）(CD+O2C)2=O3D2+O2O32-2O3DO2O3COS(75°+55°）联立得CD=46.9mmO2C=9.6mmDE=1.25DC=58.6mmE点位置分析：L1,L2,L3,L4,L5O2C,CD,O3D,O2O3,DE的长度aOA与水平线的夹角bO3D与水平线的夹角cCD与O3O2的夹角(Xe,Ye)E点的坐标MATLAB程序如下：clear;L1=9.6;L2=46.9;L3=24;L4=38;L5=58.6;b1=35;b2=120;b3=145;fori=

7、0:0.5:360;a=i;X1=subs(-L4*sin((b3)/180*pi)+L1*cos((b3-a)/180*pi));Y1=subs(L1*sin((b3-a)/180*pi)+L4*cos((b3)/180*pi));Z1=subs(L1^2+L3^2+L4^2-L2^2-2*L1*L4*sin((a)/180*pi));b=subs(acos(Z1/(2*L3*sqrt(X1^2+Y1^2)))-atan(Y1/X1));X2=subs(-L1*sin((a)/180*pi)+L4)

8、;Y2=subs(L1*cos((a)/180*pi));Z2=subs(L1^2+L2^2+L4^2-L3^2-2*L1*L4*sin((a)/180*pi));c=subs(acos(Z2/(2*L2*sqrt(X2^2+Y2^2)))-atan(Y2/X2));Xe=subs(L3*cos(b)-L4*sin((b3)/180*pi)-L5*sin((b2-b3)/180*pi-c));Ye=subs(L3*sin(b)-L4*cos((b3)/1