gc型工業(yè)高速平縫機zj8500h的勾線機構結構的研究畢業(yè)設計

1、通過拆卸工業(yè)平縫機（型號zj8500h）,測量勾線機構的相關數(shù)據(jù)，并使用三維建 模軟件pro/e對此工業(yè)平縫機的勾線機構進行了三維模型的建立。利用pro/e屮機構仿 真模塊對其進行動態(tài)仿真。木文通過對勾線機構的結構組成、工作原理，以及仿真所得 的數(shù)據(jù)曲線進行分析研究，對比工業(yè)平縫機的理論曲線，獲得了工業(yè)高速平縫機各個機 構的工作特性，以及其重要的運動學參數(shù)，從而獲得平縫機的刺料機構、勾線機構、挑 線機構和送料機構這四大主要機構在運動周期中的運動區(qū)域及特定位置，即得到了平縫 機的工作循環(huán)圖，為平縫機四大機構的運動協(xié)調(diào)性的改進優(yōu)化提供了有力的證據(jù)，同時 為縫紉機設計、生產(chǎn)、使用和維修過程屮提供重要

2、的技術參考。關鍵字：工業(yè)平縫機；勾線機構；工作循環(huán)圖abstractby disassembling the industrial lockstitch sewing machine (model zj8500h), measured the data of the thread hooking mechanism, and using the three-dimensional modeling software pro / e , we tried to build the three-dimensional model of the thread hooking mechanism of

3、 this industrial lockstitch sewing machine. using the simulation module of creo to establish a virtual prototype simulation module and build its dynamic simulation. in this paper, by the analysis of the structure, working principle and the curve obtained by simulation data of the thread hooking mech

4、anism, comparing the theoretical curve of industrial sewing machine, we got the operating characteristics of different parts of the industrial high-speed lockstitch sewing machine and its important movement parameters , then obtained moving area and specific locations in the movement cycle of four m

5、ajor mechanisms, as the needle bar mechanism, the thread taking-up mechanism and the thread feeding mechanism. that is to say we got the sewing machine's operation cycle diagram, and the diagram provided a strong support to improving the optimization of lockstitch sewing machines motor coordinat

6、ion of the four parts. also it gives an important technical reference for designing, manufacturing, using and maintaining of the sewing machine.key words： industrial lockstitch sewing machine； thread hooking mechanism； operation cycle diagram1緒論12工業(yè)平縫機構造與工作原理概述32.1 工業(yè)平縫機構造32.2工業(yè)平縫機工作原理42.2.1平縫機的線跡簡介

7、42.2.2鎖式線跡的形成53 勾線機構的拆卸與測量63.1拆卸步驟63.2拆卸注意事項63.3勾線機構拆卸圖及零件清單73.4零件的測量94 勾線機構104勾線機構的結構及原理104.2 旋梭的結構及作用114.3 勾線機構傳動比的選擇124.4 勾線機構的仿真模型135工業(yè)平縫機整體建模與機構分析145.1 整體三維模型145.2機構分析155.2.1 刺料機構155.2.2 挑線機構165.2.3送料機構176 工作循環(huán)圖和運動曲線圖186工作循環(huán)圖186.1.1刺料機構（機針）的工作循環(huán)196.1.2勾線機構（旋梭）的工作循壞196.1.3挑線機構（挑線桿）的工作循環(huán)196.1.4送料

8、機構（送料牙）的工作循環(huán)196.2運動曲線圖207 機構的運動仿真與分析227機構的運動仿真227.2梭尖的運動仿真237.3 仿真分析247.4 仿真評估24結束語25參考文獻26致謝271緒論縫紉設備是一種通過機械傳動機構或電子系統(tǒng)控制，并用機針帶動線進行縫紉制造 的機器。縫紉機的出現(xiàn)替代了繁瑣低效的手工縫紉，加速了傳動文明向現(xiàn)代文明的進程, 它是人類社會發(fā)展到一定歷史階段的產(chǎn)物?？p紉機最早起源于歐美，早期的縫紉機主軸轉(zhuǎn)速較低，僅為200300r/min,后來發(fā) 展到1 ooor/min,經(jīng)過社會不斷地進步乂發(fā)展到中速3000r/min,目前已發(fā)展到高速 5000r/min和超高速7000

9、-10000r/min,進入縫制設備高速化階段。隨著科技的發(fā)展，縫紉轉(zhuǎn)速不可能無限止地提高，耍想提高工作效率，一方面要將 科技元素融入到縫紉設備中去，增加其自動化功能，降低人工輔助操作時間；另一方而 要擴大縫紉機的使用范圉，實現(xiàn)一機多用的功能。這就是要實現(xiàn)縫紉機的機電一體化。 現(xiàn)代的工業(yè)縫紉機已基本實現(xiàn)機電一體化，其充分利用社會進步科技發(fā)展帶來的優(yōu)勢, 正朝著“高速化”“專業(yè)化”“智能化”等方向發(fā)展。自上世紀90年代初縫紉機開始向中國全面轉(zhuǎn)移，進入21世紀初全球已有70%以 上的縫紉機產(chǎn)量在中國，但是，國內(nèi)70%90%的高端機市場被日木、德國企業(yè)所占領。 相比較于國際先進水平，還存在很大的差距

10、。我國生產(chǎn)的產(chǎn)品大多是單一的裸機，自動 化程度不高，而且其性能較差。原因之一就是我國缺少自主知識產(chǎn)權，在獨創(chuàng)性的重大 技術產(chǎn)品中還是一片空白，機電一體化縫紉機質(zhì)量還存在著不穩(wěn)定性。建模與仿真是數(shù)字化設計與優(yōu)化的核心技術，已廣泛應用于產(chǎn)品開發(fā)設計的各個方 面，是一種有效而低成本的研究手段。虛擬樣機技術是一種基于虛擬樣機的數(shù)字化設計 方法，是先進的cad技術的發(fā)展和延伸，是通過建立與物理樣機相一致的數(shù)字化虛擬 樣機模型，進而對其進行運動學和動力學等多種學科仿真分析的一種技術。國內(nèi)主要對縫紉機的運動學和動力學進行分析，如張侃旻，馬曉建等，分析了典型 的高速工業(yè)縫紉機主要的運動構件及其運動原理，通過p

11、ro/e和adams建立虛擬樣機, 對刺料機構進行了運動學和動力學分析，通過改進刺料機構連桿長度，使該運動機構運 動的更加平穩(wěn)。此外，近年來，諸多學者對縫紉機的降噪技術進行了探索，如張國慶等 人通過建立高速雙針平縫機系統(tǒng)多體動力學模型，利用adams動力學系統(tǒng)仿真軟件分 析了振動系統(tǒng)參數(shù)在不同激振頻率對機身振幅的影響。然而，在查閱大量文獻后發(fā)現(xiàn), 國內(nèi)缺乏縫紉機工作循環(huán)圖方面的相關研究。工業(yè)平縫機是一種小巧精密的機器，其在高速運行時，其刺料機構、挑線機構、勾 線機構和送料機構四大主要機構必須精確地協(xié)調(diào)運作。它們協(xié)調(diào)運動的一個周期，正好 完成一個線跡。在此過程中，各機構的運動形式、運動方向、運動

12、速度、運動的前后次 序等都不相同，它們z間運動的時間配合，對縫紉機的正常運行、線跡的完美形成關系 極為重要。這里所說的平縫機機構間的吋間配合，主要指的是：刺料機構的機針與勾線 機構的旋梭間的運動吋間配合；挑線機構的挑線桿穿線孔與勾線機構的運動吋間配合?？p紉機高速運轉(zhuǎn)時主要機構的配合問題在縫紉機一百多年的發(fā)展歷程中始終是難 點，也是制約平縫機提速的技術關鍵。因此，對高速平縫機的運動學分析顯得相當重要, 這也是本文研究的主要目標，通過研究機構配合，從而得到工業(yè)縫紉機的工作循環(huán)圖。2工業(yè)平縫機構造與工作原理概述2.1工業(yè)平縫機構造平縫機一般由機頭、機座、傳動和附件四部分組成，如圖1.1所示。機頭，其

13、主要機構有挑線機構、針桿機構、勾線機構和送料機構，除此之外還有旋 鈕式針距調(diào)節(jié)裝置、杠桿式倒送料裝置及自動潤滑系統(tǒng)等。各機構的運動合理地完成配 合，循環(huán)進行工作，獎縫料縫合在一起。臺板式機座，起支承機頭的作用，執(zhí)行縫紉操作時，作為工作臺使用。臺板多種式 樣，有一斗或多斗式、柜式、寫字臺式等等。平縫機的傳動部分，由機架、手搖器或電動機等部件組成。機架是平縫機的支柱, 支承臺板和腳踏板。其機架的高低是可以調(diào)節(jié)的，可以滿足操作者處于較舒適的工作狀 態(tài)的人性化需求。平縫機的附件，包括油壺、梭心、機針、螺絲刀、機頭支柱及機頭罩等。圖1.1平縫機外形圖卜機頭2-工作抬板3-離合器電動機4-機架5-腳踏板2

14、.2工業(yè)平縫機的工作原理工業(yè)平縫機的基木任務是將兩層或者兩層以上的縫料快速有效地縫合起來，或者在 縫料上完成裝飾用線縫。圖1.2 zj8500h型平縫機的結構簡圖1-上輪2-上軸3-挑線曲柄4-挑線連桿5-挑線搖桿6-針桿曲柄7-針桿連桿8-針桿9-送料抬牙偏心輪10-抬牙曲柄連桿11-抬牙搖桿12-抬牙曲柄13-針 距偏心輪14-針距連桿15-針距搖桿16-針距送料17、19-送料搖桿18-送料軸20-送料牙架21-送料牙22、23、25、26-錐齒輪24-豎軸27-下軸28-旋梭29- 調(diào)節(jié)連桿30-針距調(diào)節(jié)輪31-倒送料手柄2.2.1平縫機的線跡簡介線跡是縫紉機機針穿過縫料，由底、面兩線

15、相互交織，在縫料上所形成的縫合點, 它是構成線縫的基本單元。工業(yè)平縫機所構成的線跡，一般都是國內(nèi)外線跡標準中的 300類301線跡。這種線跡通常被稱為直行線跡或者普通線跡，更多的稱之為鎖式線跡。 這種線跡的基本特點是，面線繞過底線時，相互交織，然后底面兩線收緊，并將線結隱 藏于布層z中。其結構緊密、用線最省、美觀而且沒有彈性，所以其用途最廣。2.2.2鎖式線跡的形成形成鎖式線跡有三種方法：穿梭式、擺鎖式和旋轉(zhuǎn)梭式。而工業(yè)上絕大多數(shù)平縫機 所選形成鎖式線跡的方法是旋轉(zhuǎn)梭式，故在這里將重點介紹旋轉(zhuǎn)梭式勾線機構形成鎖式 線跡的方法。工業(yè)平縫機鎖式線跡的形成并不復雜，其形成過程一般分為五步，如圖1.3

16、o町b)c)d)e)圖1.3鎖式線跡的形成原理1 一旋梭2機針3壓線4 一挑線桿5面線紗管6送料機構7梭嘴旋梭式線跡是通過旋梭轉(zhuǎn)動進行勾線。一般情況下，主軸旋轉(zhuǎn)一周，梭殼旋轉(zhuǎn)兩周, 第一周梭子鉤住縫紉機機針所形成的線壞，第二周梭子脫離線壞。（1）機針2帶著面線刺穿縫料到最低位置后開始回升，當升至22.5mm時，由于 機針與面線之間的摩擦力小于機針淺針槽側的面線與縫料之間的摩擦力，從而致使面線 留在縫料下而形成線環(huán)，如圖1.3a；（2）當梭尖到達機針軸中心線位置吋，開始鉤住面線環(huán),并將線環(huán)擴人，如圖1.3b；（3）機針繼續(xù)回升，當梭尖帶著面線環(huán)繞過梭軸中心時，機針退出縫料，線環(huán)迅 速從旋梭架上滑

17、脫，如圖1.3c；（4）機針回升到最高位置，同時，挑線桿開始收緊線環(huán)，而后機針下降，旋梭開 始進行第二周旋轉(zhuǎn),如圖1.3d；（5）機針開始下降，挑線桿繼續(xù)上升收緊線跡，并吊起底線至縫層中央，面線和 底線交叉拉緊；同時，在送料機構送料牙的推進下移動一個針距，如圖1.3e。至此，完 成一個線跡。重復上述過程，就形成下一個線跡。3勾線機構的拆卸與測量拆卸工具主要有大、中、小螺釘起子，活動扳手，尖嘴鉗，彈簧卡圈專用工具等。3.1拆卸步驟本次拆卸樣機為zj8500h工業(yè)高速平縫機，其勾線機構與普通縫紉機的勾線機構 類似。拆卸過程如下：（1）拆卸表面零件、針桿機構和送料機構組件；（2）旋下旋梭定位鉤螺釘，

18、拆下定位鉤；（3）旋下旋梭螺釘，拆下旋梭；（4）分別拆下上、下軸錐齒輪罩殼，旋松下軸錐齒輪螺釘，拆下下軸錐齒輪和下 軸；（5）旋松豎軸上錐齒輪螺釘，拆下豎軸上錐齒輪和豎軸；（6）旋松針桿曲柄緊固螺釘，把上軸同上輪從機器右方抽出；（7）拆下上軸吊緊螺釘，旋松上軸螺釘，拆下上軸及上輪。3.2拆卸注意事項（1）上軸前后軸套以及豎軸上、下套筒，如不需要調(diào)換，一般不拆；（2）拆卸過程中要同時記錄每個零件及零件相對位置，以便日后安裝；（3）拆卸完成后，用煤油或者清洗劑進行清洗測量。3.3勾線機構拆卸圖及零件清單針桿、豎軸及旋梭驅(qū)動軸分組件如圖2所示，零件清單如表2所示:圖2.1針桿、豎軸及旋梭驅(qū)動軸分組件

19、表2. 1勾線機構分組件零件清單序號名稱數(shù)量序號名稱數(shù)量1針桿上軸套孔塞119豎軸上軸套12針桿上軸套120豎軸上軸套螺釘13針桿121豎軸下軸套14針桿連接柱122下軸后軸套15針桿連接柱螺釘123旋梭16針桿連接柱滑塊124下軸擋圈17針桿下軸套線鉤125下軸擋圈螺釘28針桿下軸套126旋梭定位鉤19支針螺釘127旋梭定位鉤螺釘110針桿線鉤128下軸前軸套211機針129下軸前軸套螺釘112上軸傘齒輪（大）130下軸擋油圈113傘齒輪螺釘831下軸擋油圈螺釘214豎軸上傘齒輪（?。?32下軸115豎軸下傘齒輪（大）133梭殼116下軸傘齒輪（?。?34下軸限油芯117豎軸135下軸限油螺

20、釘118梭芯136下軸后軸套螺釘13.4零件的測量測量工具主要有游標卡尺，千分尺，百分表等。關于測量，有以下幾點說明：(1) 除去機身和軸之外，zj8500h平縫機的零件尺寸都不大，均用游標卡尺測量 長度、深度、直徑等，并統(tǒng)一測量三次，最后取平均值作為最終測量結果；(2) 對于長軸，其長度一律用卷尺測量，直徑由游標卡尺測量，由于軸上固定的 零件較多，其圓度，直線度是需要考慮的重要參數(shù)，因此，用百分表等工具對上軸，送 料軸，抬牙軸的直線度，圓度的測量是有必要的。(3) 關于軸內(nèi)油孔、軸上油孔、機身上油槽的測量。軸內(nèi)油孔，由于深度較深， 測量儀器難以伸入測量，所以均采用直線度較好的鐵絲進行參考測量

21、，機身上的油槽和 軸上的油孔，在測量過程屮，必須要保證深度，寬度方向上的精度，因為縫紉機的潤滑 系統(tǒng)是其高速運轉(zhuǎn)吋的關鍵部件。(4) 關于配合與公差的測量，因為實驗樣機zj8500h平縫機運行吋間較長，由于 磨損，各零部件之間的配合不再是之前的狀態(tài)，因此，在用游標卡尺進行公差測量吋, 存在高速相對運動的軸與套筒之間的公差，統(tǒng)一將測量后的結果做提升一個公差等級處 理，對于存在低速相對運動的某些零件，均保留測量值，并與國家標準進行比對，再確 定其配合公差等級，對于沒有和對運動的某些零件，如軸與齒輪之間的配合，都按照實 際測量值作為其公差標準。(5) 由于拆卸過程可能對某些零件的精度產(chǎn)生影響，其中，

22、在拆卸軸上齒輪的過 程中，由于齒輪與軸之間是熱裝配，在卸下齒輪后，由于拆卸過程中的劇烈摩擦，對表 面影響較大，測量結果必須比照國家標標，并采用比實際更緊的過盈配合。(6) 對于零件的表面粗糙度，在此并沒有測量，根據(jù)zj8500h平縫機的工況以及 實際零件的作用，我們統(tǒng)一做了這樣的處理，對于存在間隙配合且高速運動的表面，表 面粗糙度統(tǒng)一取為ral.6,對于存在間隙配合但是低速運動的表面，表面粗糙度統(tǒng)一取 為ra3.2,對于除了鑄造的機身外，其它零件的其余粗糙度統(tǒng)一取為ra6.3,這是因為 除機身外所有的零件均為加工岀來的。4勾線機構4.1勾線機構的結構及原理勾線機構的基本任務是勾住縫紉機機針所形

23、成的面線線壞，使它繞過藏有底線的旋 梭架，使底線和面線相互鎖緊。勾線機構是工業(yè)平縫機的重要部件之一，其決定了縫紉機的工作質(zhì)量和生產(chǎn)速率。圖3勾線機構1主軸2、3、4、5螺旋傘齒輪6豎軸7旋梭如圖3.1所示的是傘齒輪傳動的旋梭勾線機構的結構，當上軸按順時針方向旋轉(zhuǎn)時, 通過上軸傘齒輪2嚙合豎軸傘齒輪3,通過豎軸下傘齒輪4嚙合下軸傘齒輪5,從而帶 動下軸按逆時針方向旋轉(zhuǎn)，繼而帶動由螺釘與下軸端部緊固的旋梭7旋轉(zhuǎn)。4.2旋梭的結構及作用圖3.2旋梭1梭床2、6、8螺釘3定位孔4旋梭架5旋梭板7旋梭皮9梭殼10梭了 11梭芯12旋梭定位鉤旋梭由梭床1、旋梭皮7、旋梭板5和旋梭架4組成。梭床1：主要作用

24、是使旋梭緊固在下軸左端，通過導槽與旋梭架相配合。旋梭皮7：主要作用是穩(wěn)定機針線環(huán)，使線環(huán)穩(wěn)定地套過梭子斷面。挑松底線是由 于旋梭皮面呈凹形。旋梭板5：主要作用是擋住旋梭架導軌。旋梭板尖作用是套住旋梭架后脫岀的線環(huán), 使抽吊線環(huán)穩(wěn)定。旋梭架4：主要作用是安放梭子。導軌端擋線擋住旋梭套鉤的線環(huán)，使面線順利圍 繞旋梭架運動。導軌與旋梭殼上的導槽配合，使旋梭架穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)。旋梭架缺口用于嵌 合門底彎鉤，使梭子定位。由于旋梭定位鉤的凸頭嵌進旋梭架凹口，故當旋梭隨下軸旋轉(zhuǎn)時，旋梭架是不旋轉(zhuǎn) 的。梭芯11、梭子10和梭床1的裝配關系是梭芯套在梭子里，再一起嵌裝進旋梭架4 的梭子軸中。當機器運轉(zhuǎn)吋，因底線不斷引

25、出，梭芯作旋轉(zhuǎn)。因為梭子10放入梭架4 時，梭子頂部的圓形缺口被梭架內(nèi)緣上兩個釧釘狀定位釘所阻扌當，因此梭子跟梭架保持 不動。4.3勾線機構傳動比的選擇在旋梭式工業(yè)縫紉機中，當面線繞過旋梭架時，挑線機構開始向上運動使面線離開 旋梭組件，挑線桿向下運動將決定于主軸相應的轉(zhuǎn)角。& =（oa+0o+q/i其中，0從挑線機構向上運動結束到機針到達下止點時上軸的轉(zhuǎn)角，一般取120。左右；%一一為了在機針孔附近形成面線線環(huán)所必需的上軸轉(zhuǎn)角，一般取25°左右； 很一一旋梭工作行程的轉(zhuǎn)角，一般取200° ；i表示下軸與上軸的轉(zhuǎn)速之比。依次取i=l、2、3,代入上述公式中，得到相應的

26、&角為345°、245°、211°。當i二1時，& =345° ,在縫紉機的一個360。工作循環(huán)中，為了拉緊線跡，挑線桿 向上的行程總共只剩下15°轉(zhuǎn)角，這顯然是行不通的。當i=2時，&二245。, %二115。,為了使挑線機構在一個工作循環(huán)中有時間拉緊線 跡，只需要使挑線機構向上運動比向下運動快一倍即可。當i=3時，& =211。，二149° ,在一個工作循環(huán)中，挑線桿有充裕的時間將線環(huán) 收緊，但此時下軸的轉(zhuǎn)速太大。如果上軸以5000r/min的速度旋轉(zhuǎn)時，那么下軸的轉(zhuǎn)速 將高達15000r/min,

27、工藝上很難做到，所以一般是不采用。因此，冃前，通常的工業(yè)平縫機的傳動比選擇的都是i=2,這是根據(jù)平縫機線跡形 成的原理，主軸旋轉(zhuǎn)一圈，即機針做一次上下往復運動，下軸旋梭應該轉(zhuǎn)兩圈的要求而 選擇的。在傳動比i二2的情況下，齒輪齒數(shù)的搭配又是多種多樣的，從現(xiàn)在各平縫機來看：日木重機“ddl 555 ”類型平縫機i = x= 2 ,日木“兄弟”類型平縫機 21 22i= x = 2,日本“勝家”“三菱” i =邏=2。曾經(jīng)有人做過試驗，在齒輪精度22 21 18 21基本相似的情況下，i = x逕=2 （稱為分級增速）比：=西乂蘭=2 （稱為一級增速）182118 24全套齒輪聲響小2個多毫伏，且聲

28、響波動小。顯而易見，分級增速要比一級增速好。另 外我們認為，在分級增速的前提下，配對齒輪的齒數(shù)應該是最大公約數(shù)越小越好。如“重機”齒輪i = x =配對齒輪牙齒分別為3和2o這樣配對牙齒的交換21 227x311x2次數(shù)相對較多，可以適當避免由于個別齒形缺陷及共振等因素產(chǎn)牛噪音過大的情況發(fā) 生。zj8500h型工業(yè)平縫機進彳亍實體建模'其中勾線機4.4勾線機構的仿真模型 本文采用pro/e三維建模號件對 構的三維實體模型如圖3,3所示：圖3.3勾線機構的二維模型5工業(yè)平縫機整體建模與機構分析5.1整體三維模型由于本論文的主要目的是分析其運動學性能，對其各大機構之間的配合進行反求設 計以

29、便得到工業(yè)平縫機zj8500h的工作循環(huán)圖，所以在實體建模的過程屮省去了與運 動學無關的組件，如壓腳機構，針板，潤滑系統(tǒng)，以及機身上的密封件、螺釘之類的零 件，通過在pro/e中進行裝配，可以得到如下的實體裝配模型，如圖4所示：圖4zj8500h工業(yè)平縫機整體三維實體模型5.2機構分析5.2.1刺料機構縫紉機的線跡形成，主要是通過機針引入而線刺穿縫料。由此考慮，使機針運動的 機構稱之為刺料機構。它在工作屮的主要任務是：刺料機構的機針刺穿縫料并將面線引 過縫料，在機針孔旁形成鎖式線跡所必需的線環(huán)，在其他機構的密切配合下，使面線與 底線相互交織收緊，形成線跡。zj8500h型平縫機的刺料機構是由針

30、桿曲柄2驅(qū)動針桿連桿3,帶動針桿做上下往 復運動，如圖4.2所示。針桿曲柄固定在上軸1的前端，針桿連桿3下端連接在針桿連 接柱6±,針桿滑塊5與針桿導軌4形成移動副，以防針桿軸心發(fā)生移動。b)圖4.2刺料機構及其機構簡圖1 上軸2 針桿曲柄3 針桿連桿4 針桿導軌5 針桿滑塊6 針桿連接柱7 針桿下套筒弘機針5.2.2挑線機構在縫紉機中向成縫器傳送縫線和抽緊縫線運動的機構成為挑線機構。挑線機構在縫 紉過程中的主要任務是：在線跡形成的過程中，供應和回收適量的針線，在縫料中間對 面線和底線所形成的線結進行抽緊。zj8500h型工業(yè)平縫機采用的是曲柄連桿式挑線機構，如圖4.3所示，它是由挑

31、線曲柄 2來驅(qū)動挑線連桿做往復的復合運動，挑線桿5開有挑線孔，形成線跡運動，按時供應, 回收面線。圖4.3挑線機構及其結構簡圖1 主軸2挑線曲柄3挑線連桿4挑線搖桿5挑線桿5.2.3送料機構工業(yè)平縫機在縫紉過程中，在完成一個線跡以后，為了保證構成新的線跡，縫料就 應該移動一個完全相同的距離，即周期性地移動縫料。這種使縫料完成周期性移動的機 構稱之為送料機構。送料機構簡圖如圖4.4。工業(yè)平縫機的送料實際上是由兩個機構協(xié)調(diào)配合完成的，即平移機構和抬升機構。 它們同時從固定在上軸的兩個偏心輪獲得動力，而這一對偏心輪制成一個零件。送料牙 的工作是在壓腳和針板的配合下，由送料牙的一個前后運動和一個上下運

32、動所組成的復 合運動進行送料。zj8500h型平縫機的送料機構是由抬牙機構和針距調(diào)節(jié)機構并聯(lián)到差動機構組成 的，是并聯(lián)的組合機構。當機針退出縫料之后，送料牙就上升，頂住縫料并向前移動縫 料，壓腳同時向下壓住縫料，配合送料牙完成送料的全過程。圖4.4送料機構及其結構簡圖1 送料抬牙偏心輪2 叉形送料桿3 送料軸4 牙架5 送料牙6 抬牙曲柄7 抬牙軸8 抬牙連桿9 針距連桿10 倒送扳手11 針距調(diào)節(jié)器12送料曲柄13套圈14針距調(diào)節(jié)旋鈕6工作循環(huán)圖和運動曲線圖6.1工作循環(huán)圖工業(yè)平縫機的工作循環(huán)圖，是指而對平縫機而板沿著上輪方向觀察，以平縫機上 軸按順時針方向旋轉(zhuǎn)一周360。為其時間坐標，以機

33、針針尖在其上極限位置作為循環(huán)周 期的起點（0?；蛘?60。），也就是機針針尖從上極限位置向下運動到下極限位置，再 從下極限位置向上運動到其上極限位置作為平縫機的一個工作周期。在這一個工作周期 中，平縫機的四個主要機構的工作區(qū)域、它們的特定位置，分別用四個同心圓環(huán)表現(xiàn)出 來。在平縫機的工作循環(huán)圖中，沿里圈往外圈數(shù)，第一個標有旋轉(zhuǎn)方向的圓表示的是平 縫機的上軸，第一個圓環(huán)表示的是刺料機構機針針尖的運動位置圖，第二圓環(huán)表示的是 勾線機構旋梭勾線尖的運動位置圖，第三圓環(huán)表示的是挑線機構挑線桿穿線孔的運動位 置圖，第四圓環(huán)表示的是送料機構送料牙齒頂?shù)倪\動位置圖。圖5.1所示為實測gc15-1 型工業(yè)平縫

34、機的工作循環(huán)圖。圖5.1工作循環(huán)圖6.1.1刺料機構（機針）的工作循環(huán)如圖5所示，由里往外數(shù)，第一圓環(huán)表示的是平縫機機針的運動位置。工作行程 為機針在縫料中的運動，其余的運動都是空行程。機針針尖工作循環(huán)位置在接觸縫料（縫 料厚度為4mm）時為88° ,此時開始刺料;針尖接觸針板上平面時為104° ,此時縫 料已被刺穿；針尖從最低位置上升2.24mm時為208° ,此時機針開始始返回并逐漸形 成線環(huán)，在208。時，線環(huán)全部形成，此時旋梭尖也正好穿入線環(huán)；針尖離開針板上平 面時為256。,離開縫料上平面時為272.5°。6.1.2勾線機構（旋梭）的工作循環(huán)如

35、圖5所示，從里圈往外數(shù)，第二圓環(huán)表示的是旋梭勾線尖的運動位置。工作行 程為旋梭勾線尖開始勾線到旋梭需線量達到最大位置時的運動，其余的運動都是空行 程。由圖可知，勾線尖在機針軸線中心時，工作循環(huán)位置為206。，此時，旋梭勾線尖 開始勾線并帶動面線旋轉(zhuǎn)；旋梭需線量最多，也就是挑線桿開始收線時，工作循環(huán)位置 為 318.5° o6.1.3挑線機構（挑線桿）的工作循環(huán)如圖5.1所示，從里圈往外數(shù)，第三圓環(huán)表示的是挑線桿穿線孔的運動位置。工作 行程為挑線桿從最低位置上升到最高位置過程的運動，空行程為其下降送線的運動。由 圖可知，挑線桿穿線孔工作循環(huán)位置在最低位置時為318.5° ,此

36、時面線開始收緊形成 線結；挑線桿穿線孔到達最高位置時為71 ° ,此時完成挑線動作。6.1.4送料機構（送料牙）的工作循環(huán)如圖5.1所示，最外圈表示的是挑線桿穿線孔的運動位置。工作行程為送布牙齒尖 超岀針板的運動過程，空行程為齒尖低于針板平面的運動過程。由圖可知，送料牙齒頂 升起高出針板上平面0.2mm送料開始時，工作循環(huán)位置為321.4° ；齒頂上升到最高 位置（終點）時工作循環(huán)位置為52° ；齒頂下降到高出針板上平面0.2mm時，工作位 置為86.5° o6.2運動曲線圖為了全面了解工業(yè)平縫機的工作原理，搞清楚刺料機構、勾線機構、挑線機構和送 料機構

37、的運動特點以及它們在時間上的配合情況，如圖5.2所示。機針w)iw 2o(f翔觀:嚴g機針尖分開縫科iiin 針把縫線引過縫料 観i彤成線環(huán)i么川俄壞擴人線卅t iihii他梆iii挑線桿*線孔送線給梭了送料牙角度 0*50* i00* 150* 200* 250* 300* 360°圖5.2 gc型工業(yè)平縫機操作循環(huán)和運動曲線圖 it線從梭鬥|拉出 hmiiiiiii 1圖5.2所示是以上軸旋轉(zhuǎn)一周360。作為時間的坐標，以針尖的最高極限位置作為 周期的起點，以針尖下降后再回到最高位置時為周期終點，以每轉(zhuǎn)動10。作為一個時 間單位，對四個機構的運動分別作位移圖。第一格表示的是機針刺

38、穿縫料和面線的作業(yè)循環(huán)，機針在100°110。之間開始刺 穿縫料，到114。時刺穿縫料結束，這是形成線跡的第一個過程。這個過程所占整個周 期的時間長短，取決于針尖的長短。針尖越長，在循壞時間里所占的時間就越長。但這 就減少了針尖最高位置與針板的距離，影響送料等其他機構的操作時間，因為送料牙的 動作必須在機針的針尖與縫料分離以及挑線桿將線圈從旋梭里拉出來以后開始,在挑線 桿收緊線跡以后，針尖開始下降，還沒有接觸縫料之前即結束。機針在114。180。之間，將面線引過縫料，從180。起是由下極限位置開始上升, 到208°時，在機針的短槽一側產(chǎn)牛面線線環(huán)。這個過程時間的長短直接影響

39、機針所形 成線環(huán)的大小，從而決定旋梭勾線的可靠性。為了保證旋梭能夠順利地勾入線壞，需要 將這個過程的時間延長一些。但是為了不使線環(huán)過大而成扭曲形和降低旋梭的轉(zhuǎn)動速 度，這段時間也不能過長。第二格表示的是旋梭機構的工作循環(huán)。203°312。之間是梭尖勾住線環(huán)并將其擴 大的階段；312°320。之間是機針從旋梭梭子缺口退出的階段。0°180。是空行程。 由于傳動比為2:1,上軸轉(zhuǎn)一圈，旋梭，轉(zhuǎn)兩圈，旋梭在第二圈工作。第三格表示的是挑線機構的操作周期，挑線桿從70°起緩緩給機針送線。在70°95。的區(qū)間里，挑線桿送線的作用有兩個：第一個作用是滿足送料

40、牙將縫料向前送料 時拉長的線長，第二個作用是放松縫線，使機針在穿縫料時不受力或受較小的力，使機 針刺入正確的位置。95°210°區(qū)間里，挑線桿下降送線，配合機針引線的需要。當梭 尖進入而線線環(huán)，開始時是梭尖填充線環(huán)的空隙，到210。才真正開始擴大線環(huán)，因此 在200°305°的時間段里，挑線桿送線必須盡量滿足梭子勾線的需求。在305。以后 開始比較緩慢的上升，從320。以后挑線桿開始急劇上升，同時把線壞從梭子中拉出。 收緊線跡是發(fā)生在20。45。之間，45。70。挑線桿繼續(xù)上升，并在線軸里將線拉出， 其抽出的長度恰好是形成下一個線跡長度所消耗線。第四格表

41、示的是送料牙的工作循環(huán)周期，在0°85。，為了比較好地收緊線跡， 送料的進給時間應盡可能遲一些，因此送料完成時是85°。而機針開始刺料是在95° , 兩者之間的間隙很小，由于加工的縫紉材料不同，在機針上形成相同大小的線環(huán)所需的 時間也不同。這就有必要在不同的情況下，調(diào)整旋梭架和對于機針的位置。由此，也要 相應地調(diào)整縫料進給的起始點。7機構的運動仿真與分析7機構的運動仿真通過對勾線機構各零件的測量，在pro/e中建立相應的實體模型，然后在機構仿真 組件屮進行裝配后，建立合理的約束，如銷釘約束，剛性約束等，在此過程中，可能需 要對某些零件進行簡單處理，以便仿真。通過仿

42、真結果，對挑線機構、送料機構、刺料 機構和勾線機構進行運動分析。利用po/e中機構仿真模塊建立整體組裝圖，對四大機構進行運動分析，如圖6.1 所示：圖6.1平縫機整體的運動仿真7.2梭尖的運動仿真利用creo中機構仿真模塊對梭尖進行運動學分析，為取得較好效果，仿真參數(shù)設 置為幀頻為10,最小間隔為0.1,主軸轉(zhuǎn)速為10° /s,仿真結果如下圖所示：圖6.2梭尖的位置曲線沢 analysisdefinhion2l (w)-8.0c i |0.005.0010.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.0(時瞅杪)analysi $d

43、efini t ionzi:<9 (mm / $e< >時瞅杪) anal y$ i $de f i n i t ion2l: ： «< (mm / $e<a2)圖6.3梭尖的速度曲線2_ analysisdefimiion2l (運湃)圖6.4梭尖的加速度曲線7.3仿真分析在圖6.1中，四條曲線分別代表的機構運動參數(shù)如圖標記所示。主軸從0。轉(zhuǎn)角開始，此時，機針處于其上極限位置。由圖可以看出，挑線孔上升至針桿曲柄轉(zhuǎn)角為70°左右時完成挑線動作，送料牙 運動至106°時完成送布動作，運動到針板平面以下，刺料機構在126°時開始

44、刺布， 旋梭機構在205°時開始鉤線動作，旋轉(zhuǎn)兩圈完成一個勾線動作。由圖6.2圖6.4可以看出，旋梭的運動軌跡為正弦曲線。從運動學角度來講，旋轉(zhuǎn) 梭勾線的運動是比較完善和理想的，它沒有帶速度變化的慣性負荷。因此，在高速旋轉(zhuǎn) 下，它的全部運動是穩(wěn)定平衡的，所以在傳動屮噪聲、振動以及磨損都比較小，故特別 適合于高速運轉(zhuǎn)，可在縫速為每分鐘5500針跡的縫紉機屮使用。實際上旋梭所取得下 軸與上軸之間的傳動比為2,也就是說旋梭在下軸的轉(zhuǎn)速可高達11000r/mino7.4仿真評估將圖6.1所示gc型工業(yè)平縫機zj8500h的時序圖與gc型工業(yè)平縫機的理論運動 曲線圖對比可知，本次仿真所得曲線與

45、理論上gc型工業(yè)平縫機的運動曲線在形狀上較 吻合。鑒于本次試驗樣機zj8500h運行過一段時間，并不是全新的，因此在測量上會 有較大的偏差，從而導致所建虛擬樣機與物理樣機偏差較大，進而導致測量結果與理論 結果出現(xiàn)偏差。整體而言，與理論運動曲線圖進行比較可以發(fā)現(xiàn)，各機構的執(zhí)行動作時間大致與實 際情況相符合，因此，可認為仿真成功。結束語本論文通過對gc型工業(yè)高速平縫機zj8500h的勾線機構結構的研究，建立了其 三維實體模型，分析了工業(yè)平縫機四大機構間的時間配合，完成了對zj8500h型工業(yè) 平縫機的工作循環(huán)圖的分析及建立，為改善平縫機各機構的運動學工作特征提供了便 利，為改善各機構間的運動協(xié)調(diào)性

46、提供了有力的支持。由于本次試驗的局限性，致使本次試驗結果未能完美地達到預期效果。但整體而言, 本次結果為工業(yè)平縫機的改進優(yōu)化提供了有力的依據(jù)。參考文獻i 楊明才主編.工業(yè)縫紉設備手冊m.南京：江蘇科學技術岀版社,1996. 252258 張國軍，楊羊主編.機電設備裝調(diào)工藝與技術(機械分冊)m.北京：北京理工 大學出版社，2012. 113-1213 楊明才主編.縫紉設備技術手冊m.南京：江蘇科學技術出版社，20094 王文博.縫紉機使用維修技術基礎m.北京：金盾出版社，20135 楊明才.縫紉設備維修工技能快速入門m.南京：江蘇科學技術出版社，20086 王文博.平縫機使用維修手冊m.北京：機械工業(yè)出版社，2