平缝机关键机构的运动学和动力学建模与分析

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1、平缝机关键机构的运动学和动力学建模与分析摘要工业平缝机作为应用最广泛的缝制机械，它的发展直接关系到服装行业技术水平的提高，进而影响着人们的生活质量，但是对它的应用研究尚有待进一步深入。首先，本文从工业平缝机的发展应用入手，介绍了其不同种类、国内外对平缝机的研究现状以及今后发展趋势。文中以某型号高速工业平缝机为例，借助SolidWorks三维软件对挑线刺布机构、送布机构、旋梭机构和针距调节机构进行了三维实体建模。其次，结合机械原理和机械设计知识，对挑线刺布机构、送布机构的结构组成进行分块简化，绘制运动简图并就工作过程和运动

2、原理进行了深入分析。并针对工业平缝机高速化的要求，综合应用闭环矢量法、联立约束法分别对两组机构进行运动学和动力学建模，推导出各自的运动学和动力学矩阵方程。在Matlab软件内编程并建立两组机构的运动学和动力学Simulink仿真模型，应用牛顿-辛普森迭代法计算机构的运动参数初值，在设定转速下实现机构整体的动态仿真，得到各运动构件的（角）位移、（角）速度和（角）加速度参数曲线和运动副作用力与时间的关系曲线，并借助SolidWorks软件计算得到各运动构件的质心坐标，推导出质心的运动方程。并在已知运动件运动参数的前提下，推导

3、得到挑线孔中心和送布牙中间点的运动方程。借助Simulink仿真模型，输出了挑线孔柳叶状的运动轨迹以及送布牙如椭圆形的轨迹，分析所得两轨迹信息并将仿真轨迹与设计要求进行对比，两者结果一致；通过对运动副作用力和构件惯性力分析，发现设定转速下挑线刺布机构内运动副作用力作用时间短，变化快，易形成对运动副的冲击激励，易造成机体的振动和局部磨损。送布机构内运动副作用力和惯性力变化较为规律，峰值小，且多作用于机体底部，对机体振动影响较小。将运动副受力曲线与平缝机送布机构工作过程按照时间序列进行统一，可以直观看出运动副力的变化与送布动

4、作的关系。最后对旋梭机构和针距调节机构，利用AutoCAD软件，绘制两机构的工作原理图，阐明旋梭的具体结构，各部分组合关系和旋梭的工作过程以及I针距调节机构的调节原理。通过对平缝机主要机构的动态静力分析，为高速工业平缝机的进一步受力及振动优化提供了理论基础，同时借助CAD软件，初步实现了工业平缝机数字化设计。关键词：平缝机，挑线刺布机构，送布机构，运动学与动力学分析，Simulink模型IIKinematicsandDynamicsModelingandAnalysisoftheMainStructuresinFlatS

5、ewingMachineABSTRACTAsoneofthemostappliedsewingmachine,flatsewingmachinehasgreateffectsontheimprovementofgarmenttechnologyaswellaspeople’slife.Andtheresearchonitsapplicationremainstobefurtherstudied.Firstly,theintroductionofdifferenttypes,applicationandprogresstr

6、endofflatsewingmachinearedescribedinthispaperbothdomesticandabroad.Thenonetypeofflatsewingmachineistakenforexampletoestablishthe3-Dmodelofitsmainstructures,threadtake-upandneedlebarmechanism,feedingmechanism,rotaryshuttleandthreadhookmechanism,stitchlengthadjusti

7、ngdevicemechanismwiththehelpofSolidWorks.Secondly,onthebasisofmechanicalprinciple,thestructuresofthreadtake-upandneedlebarmechanismandfeedingmechanismaresimplifiedintodifferentmodules.Thenthemotionprinciplewithworkflowisdeeplyanalyzedaccordingtothekinematicsketch

8、ofthemechanisms.Thekinematicanddynamicmodelsbothofthethreadtake-upandneedlebarmechanismsandthefeedingmechanismarededucedaswellasthekinematicanddynamicequations