機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的表達(dá)方法及典型實(shí)例-縫紉機(jī).

1、2 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì) 的表達(dá)方法的表達(dá)方法2.1 表達(dá)在設(shè)計(jì)中的作用表達(dá)在設(shè)計(jì)中的作用工程語(yǔ)言表達(dá)工程語(yǔ)言表達(dá)文字語(yǔ)言表達(dá)文字語(yǔ)言表達(dá)1 1）向設(shè)計(jì)者自己表達(dá)）向設(shè)計(jì)者自己表達(dá)2 2）向合作者表達(dá)構(gòu)思）向合作者表達(dá)構(gòu)思3 3）向?qū)嵤┱弑磉_(dá)結(jié)果）向?qū)嵤┱弑磉_(dá)結(jié)果 溝通溝通2.1 表達(dá)在設(shè)計(jì)中的作用表達(dá)在設(shè)計(jì)中的作用2.2 黑箱表表示法機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程可作為一待定的技術(shù)系統(tǒng)來(lái)處理機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程可作為一待定的技術(shù)系統(tǒng)來(lái)處理2.3 功能草圖表示法首先確定功能要求，針對(duì)首先確定功能要求，針對(duì)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)功問(wèn)題，根據(jù)功能要求繪制功能草圖能要求繪制功能草圖機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)表達(dá)實(shí)例（一） 家用縫紉

2、機(jī)關(guān)于縫紉機(jī)的發(fā)明1790年，英國(guó)首先發(fā)明了世界上第一臺(tái)先打洞，后穿線，縫制皮鞋用的單線鏈?zhǔn)骄€跡手搖縫紉機(jī)。1841年，法國(guó)人發(fā)明了機(jī)針帶鉤子的鏈?zhǔn)骄€跡縫紉機(jī)。美國(guó)人伊萊亞斯豪發(fā)明了世界上真正意義上的縫紉機(jī)（專利號(hào)：4750）。伊萊亞斯豪生長(zhǎng)于馬薩諸塞州的斯賓塞，并于當(dāng)?shù)匾患壹徔棌S由學(xué)徒工成長(zhǎng)為一名能干的機(jī)械師。他潛心于縫紉機(jī)的研究，到1845年4月，終于創(chuàng)造出一臺(tái)實(shí)用的縫紉機(jī)。1851年，美國(guó)工人艾洛克梅里特勝家發(fā)明了鎖式線跡縫紉機(jī)，并成立了勝家公司。這一時(shí)期的縫紉機(jī)基本上是手搖式的。 通過(guò)將縫線在縫料上的穿引，實(shí)現(xiàn)連接縫料的目的。n家用縫紉機(jī)的主要功能 典型的工藝類機(jī)器典型的工藝類機(jī)器仿生

3、學(xué)的失敗仿生學(xué)的失敗人工縫紉，用針尾引線，并用線反人工縫紉，用針尾引線，并用線反復(fù)穿刺進(jìn)行縫紉。復(fù)穿刺進(jìn)行縫紉。兩點(diǎn)兩點(diǎn)突破和創(chuàng)新突破和創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化1.1.采用針尖引線代替針尾引線；采用針尖引線代替針尾引線；2.2.采用雙線（采用雙線（面線面線+ +底線底線）互鎖交織）互鎖交織代替線的反復(fù)穿刺。代替線的反復(fù)穿刺。普通針穿線方式縫紉機(jī)針穿線方式人工縫紉和縫紉機(jī)線跡比較縫紉機(jī)線跡上下兩根縫線互連、交織手工線跡一根線工藝原理示意圖家用縫紉機(jī)的結(jié)構(gòu)實(shí)照動(dòng)力源踏板機(jī)頭 關(guān)鍵部件傳動(dòng)部分機(jī)身部分動(dòng)力源踏板工作臺(tái)主機(jī)縫紉機(jī)踏板傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力原理曲柄搖桿機(jī)構(gòu)搖桿連桿曲柄工業(yè)縫紉機(jī)JA型仿古手搖

4、縫紉機(jī)JA型縫紉機(jī)采用手搖式杠桿傳動(dòng)，木質(zhì)底座，使用方便，操作簡(jiǎn)單，維修方便，它不僅能進(jìn)行一般的縫紉工作，而且還富有古董色彩，具有很高的欣賞價(jià)值。 一、家用縫紉機(jī)的總功能縫紉機(jī)的總功能：將線按一定規(guī)律縫于縫料上。注意：可以是一根線，也可以是多根線，通過(guò)自連、互連或交織，在縫料上形成一定形式的線跡。家用縫紉機(jī)：上下兩根縫線互相交織，交織點(diǎn)位于縫料中間的雙線鎖式線跡。 家用縫紉機(jī)的特點(diǎn)線跡整齊美觀，縫合牢固，縫紉迅速。應(yīng)用較廣泛。家用縫紉機(jī)屬于精密的工藝類機(jī)器。 一是運(yùn)動(dòng)構(gòu)件精密，運(yùn)動(dòng)配合間隙在0.040.10mm之間； 二是動(dòng)作時(shí)間精密，如鉤線等關(guān)鍵動(dòng)作要求在0.005s內(nèi)完成。二、家用縫紉機(jī)的

5、功能分析1.主要功能1）引線功能：引面線造環(huán)2）鉤線功能：鉤面線擴(kuò)環(huán)，使底、面線交織3）挑線功能：供給和回收面線4）送料功能：輸送縫料1）引線功能作用：帶動(dòng)機(jī)針穿刺縫料引過(guò)面線。主要結(jié)構(gòu)形式：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：機(jī)針的位置機(jī)針的工作原理與運(yùn)動(dòng)規(guī)律機(jī)針的結(jié)構(gòu)線環(huán)形成過(guò)程機(jī)針位置實(shí)照機(jī)針針柄機(jī)針的工作原理與運(yùn)動(dòng)規(guī)律慢快慢快慢機(jī)針?biāo)俣惹€機(jī)針運(yùn)動(dòng)曲線曲柄連桿式引線機(jī)構(gòu) 機(jī)針的運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲柄連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)畫縫紉機(jī)踏板傳遞動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)原理機(jī)針的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為什么選：慢快慢快慢？1.機(jī)針針尖在刺過(guò)縫料時(shí)受到的阻力最大，這時(shí)機(jī)針?biāo)俣仍娇煸胶米銐颉?所謂具有運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能。在108左右時(shí)，這是機(jī)針進(jìn)入縫

6、料最有利。2.機(jī)針在下死點(diǎn)上升時(shí)，正是形成線環(huán)的時(shí)候，這時(shí)要求機(jī)針?biāo)俣染徛?。以便順利形成線環(huán)，并保證擺梭尖嘴有足夠的時(shí)間穿越線環(huán)（確保交織完成）。機(jī)針結(jié)構(gòu)與線環(huán)形成過(guò)程機(jī)針結(jié)構(gòu)2）鉤線功能作用：鉤住線環(huán)，使面線繞過(guò)藏有底線的梭心套和梭心，使底線和面線交織起來(lái)。常用機(jī)構(gòu)：搖擺式和旋轉(zhuǎn)式家用縫紉機(jī)采用的是搖擺式。擺梭實(shí)照擺梭繞線輥梭芯套擺梭驅(qū)動(dòng)塊擺梭與擺梭機(jī)構(gòu)原理圖擺梭機(jī)構(gòu)擺梭機(jī)構(gòu)1-曲柄曲柄 2-大連桿大連桿 3-擺軸擺軸 4-滑動(dòng)塊滑動(dòng)塊5-下軸曲柄下軸曲柄 6-下擺軸下擺軸 7-擺梭擺梭擺梭尖嘴放大轉(zhuǎn)角縫紉機(jī)交織過(guò)程搖擺式擺梭機(jī)構(gòu)的組成和特點(diǎn)組成組成：上曲軸1、大連桿2、和、和擺軸3 組成的

7、組成的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和和由擺軸3、滑動(dòng)塊4和和下軸曲柄5組成的組成的擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)串接而成。串接而成。 下擺軸6帶動(dòng)帶動(dòng)擺梭7作往復(fù)擺動(dòng)。作往復(fù)擺動(dòng)。注意：注意：交織要求交織要求擺角擺角要要大于大于180180，常取，常取210210。 中間軸（擺軸、滑塊）的放大作用。作用。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）往復(fù)擺動(dòng)慣性較大，當(dāng)擺角不平衡時(shí)，將產(chǎn)生震）往復(fù)擺動(dòng)慣性較大，當(dāng)擺角不平衡時(shí)，將產(chǎn)生震動(dòng)和噪音；動(dòng)和噪音；2 2）過(guò)大的擺角還容易發(fā)生自動(dòng)卡死。）過(guò)大的擺角還容易發(fā)生自動(dòng)卡死。放大轉(zhuǎn)角3）挑線功能作用：(1)供線：一是在機(jī)針向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，把面線供應(yīng)給機(jī)針；二是當(dāng)擺梭鉤住面線線環(huán)后，把面線供給擺梭；(2)收線：

8、當(dāng)面線脫出擺梭后，收回面線并抽緊線跡。常用結(jié)構(gòu)形式：滑桿式、凸輪式和連桿式 家用縫紉機(jī)常用凸輪式 工業(yè)縫紉機(jī)常用連桿式挑線機(jī)構(gòu)實(shí)照挑線機(jī)構(gòu)挑線機(jī)構(gòu)特點(diǎn)凸輪式：高速時(shí)易磨損、聲響大，但是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、容易制造，并且挑線桿的供線時(shí)間可以同機(jī)針及擺梭的動(dòng)作得到理想的配合，常用家用縫紉機(jī)；連桿式：運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)聲響輕、耐用，但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜和制造費(fèi)用高，常用于工業(yè)縫紉機(jī)。4）送料功能作用：作用： 推送縫料推送縫料向前或向后運(yùn)動(dòng)，得到連續(xù)的向前或向后運(yùn)動(dòng)，得到連續(xù)的縫跡縫跡和要求和要求的的針跡距離針跡距離（針距可調(diào)）。（針距可調(diào)）。機(jī)構(gòu)形式：機(jī)構(gòu)形式：送料機(jī)構(gòu)由兩大部分組成。送料機(jī)構(gòu)由兩大部分組成。 （1 1）以

9、）以送布凸輪送布凸輪為主動(dòng)的為主動(dòng)的送料送料運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) （2 2）以）以大連桿帶動(dòng)大連桿帶動(dòng)的的抬牙抬牙運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) （3 3）兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成）兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成送布牙實(shí)照送布牙送布牙送料時(shí)的工作情況（1）以送布凸輪為主動(dòng)的送料運(yùn)動(dòng)當(dāng)凸輪凸輪1414轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)牙叉牙叉1111左右擺動(dòng)，因此與牙叉牙叉固結(jié)的滑塊滑塊1212在針距導(dǎo)槽針距導(dǎo)槽1313內(nèi)上下移動(dòng)（針距導(dǎo)槽針距導(dǎo)槽1313傾斜時(shí)），牙叉牙叉的擺動(dòng)和上下運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)使送布軸送布軸1010作往復(fù)擺動(dòng)；送布軸送布軸的擺動(dòng)推送送布牙送布牙9 9作往返送料運(yùn)動(dòng)送料運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)針距導(dǎo)槽針距導(dǎo)槽1313的傾角傾角大小和方向方向也就改變了牙叉上下移動(dòng)的距牙叉

10、上下移動(dòng)的距離離，從而改變了送布牙的移動(dòng)距離和方向。n抬牙凸輪抬牙凸輪4 4與抬牙軸抬牙軸6 6上的撥叉撥叉5 5相接觸，凸輪凸輪4 4擺動(dòng)時(shí)使抬牙軸抬牙軸6 6往復(fù)擺動(dòng)，抬牙軸抬牙軸上固結(jié)的抬牙曲柄抬牙曲柄7 7使牙架牙架上的送布牙送布牙作上升升和下降運(yùn)動(dòng)下降運(yùn)動(dòng)。（2）以大連桿帶動(dòng)的抬牙運(yùn)動(dòng)1-曲柄 2-連桿 3-擺桿 4-抬牙凸輪 5-撥叉 6-抬牙軸 7-抬牙曲柄 8-牙架 9-送布牙 10-送布軸 11-牙叉 12-滑塊 13-導(dǎo)槽 14-凸輪 15-調(diào)節(jié)螺釘 16-壓力彈簧 17-定向塊 18-壓腳桿 19-壓腳（3）兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成送料機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，送布牙的運(yùn)動(dòng)軌跡即是兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成

11、，其形狀主要取決于送布牙凸輪14和抬牙凸輪4的相對(duì)位置和送料機(jī)構(gòu)中有關(guān)桿件的幾何尺寸的位置，其實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡理想軌跡與實(shí)際軌跡比較能夠送料的滿足要求。上半部有用工作完成 可以收工了？不使用時(shí)的 工作臺(tái)面工作完成后 收起機(jī)器2.輔助功能系統(tǒng)1）調(diào)節(jié)面線和底線的阻尼阻尼功能2）調(diào)節(jié)壓腳壓腳壓緊力的功能3）調(diào)節(jié)送布針距針距的功能4）繞底線繞底線功能1）調(diào)節(jié)面線和底線的阻尼功能2）調(diào)節(jié)壓腳壓緊力的功能調(diào)節(jié)壓腳壓緊力的方法3）調(diào)節(jié)送布針距的功能4）繞底線功能3.控制功能1）機(jī)械控制功能2）人機(jī)控制功能3）電子控制功能1）機(jī)械控制功能每一功能動(dòng)作都必須按照規(guī)定時(shí)間和速度進(jìn)行，它們之間的運(yùn)動(dòng)一定要完全協(xié)調(diào)，是通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（凸輪、連桿機(jī)構(gòu)等）巧妙（相位）配合進(jìn)行控制的。2）人機(jī)控制功能縫紉工作區(qū)：人眼獲得信息的接口手輪：手控制啟動(dòng)的接口腳踏板：輸入動(dòng)力和控制速度的接口3）電子控制功能現(xiàn)代縫紉機(jī)電腦繡花機(jī)功能關(guān)系主要功能輔助功能控制功能=總功能總結(jié)：家用縫