南航机械原理缝纫机课程设计

1、目录1 设计题目22 原始数据33 齿轮设计44 杆件长度的计算65 主要计算结果76 用解析法对滑块进行B 运动分析97 用图解法对两个极限位置和一个一般位置进行运动分析128 E 点的运动轨迹179 MATLAB程序代码1910B 点的位移、速度、加速度数据2011E 点的坐标数据2112参考书目22设计题目缝纫机导线及紧线机构设计及其运动分析结构示意图 : 该机构由 O1 轴上齿轮驱动齿轮2， O2 轴上还固接有曲柄 O 2 A和 O 2C ，曲柄滑块机构O 2AB 的滑块为缝纫针杆，曲柄摇杆机构O2 O3DC 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

2、方案号一齿轮转数n1rpm200齿轮转数n2rpm230模数mmm中 心 距O1O 2mm距离Lmm针杆冲程Hmm杆长O2O3mm杆长O3Dmm角度1deg2deg3degdegdeg杆长DE/DC1.2554403634294212014410801.30.3齿轮设计由传动比公式知可取 z146 ， z1 40 。1，标准中心距2，齿轮啮合时的压力角由d cosd cos得arccosd cosarccos73.75cos20ood5420.71653，分度圆直径4，基圆直径5，变位系数由inv2( x1x2 ) taninvz1z2即inv 20.7165 o2( x1x2 ) tan 2

3、0oinv 20o4640得x1 x2 0.20108取x1 0.05108, x2 0.156，中心距变动系数7，齿高变动系数8，齿轮机构的传动类型正传动9，齿顶高10，齿根高11，齿顶圆直径12，齿根圆直径13，齿顶圆压力角14，分度圆上的齿厚15，齿顶厚经检验sa10.4 m0.41.250.5 mm16，重合度1(tan a1tan )1ooa z1z2 (tan a2 tan )46 (tan26.0167 tan20.7165)22oo1.683540 (tan27.2967 tan20.7165)经检验a(1.1 1.2)杆件长度计算由针杆冲程 H 可得由lO2 A0.3得l A

4、B设 D 的两个极限位置为D1 , D2所以，在D1O3 D2 中由余弦定理得所以，有以上两方程得lDE由于1.3lCD所以l DE1.345.8389159.59058 mm主要计算结果计算项目结果6 用解析法对滑块进行B运动分析所以lO2 Acosl ABcos0由以上两式可得对应的位移曲线如下对上式求导得对应的速度曲线如下再对上式求导得aB225.4cos 2 (1 0.09cos2)0.1215sin 2 218 & sin&1 (0.3cos) 2 320.1215sin 2 2 对应10442.03827sin5.4cos 2(10.09cos2)580.113241 (0.3co

5、s) 2 32的加速度曲线图如下用图解法对两个极限位置和一个一般位置对应的速度加速度计算，并将结果与解析法的结果比较1 极限点一：90o1.1 速度分析速度比例尺：v100(mms) cm大小：?O2 AO2 A?方向：BAO2 ABA由图可得（图见坐标纸）1.2 加速度分析(mm2 )加速度比例尺：a2000scm大小：？&2lO2 A？AB 2l AB方向：B AAO2BAB A由图可得（图见坐标纸）aaa20003.67200 mm2方向水平向右Bs由解析法得到的结果如下aB7309.4285 mm s2方向水平向右2 极限点二：270o2.1速度分析(mm)速度比例尺：v100scm大

6、小：？O2 AO2 A？方向：B AO2 ABA由图可得（图见坐标纸）2.2加速度分析加速度比例尺：大小：？2000(mms2 ) cm&2lO2 A？AB 2 lAB方向：BAAO2BABA由图可得（图见坐标纸）aBab 2000 6.8 13600 mm2方向水平向左s由解析法得到的结果如下a13574.64975mm 2方向水平向左Bs3 一般位置24o3.1 速度分析速度比例尺：v100(mms) cm大小：？&lO2 A？方向：B O2O2 AAB由图可得（图见坐标纸）3.2 加速度分析(mm)加速度比例尺：a1000s2cm大小？&2lO2AAB 2l AB？方向B O2A O2B

7、 AAB由图可得（图见坐标纸）aBab10006.356350 mm2方向水平向右s由解析法得到的结果如下aB6382.97554 mm 2方向水平向右s8， E 点的运动轨迹O3 点坐标为点坐标三角形 O2O3 D 中，由余弦定理可得由正弦定理有所以由余弦定理得所以所以所以并且54o ， l O2O334mm ， l O3D29mm ， lO2C12.18580mm ，l CD45.83891mm ， l DE59.59058 mm ，联立以上各方程可以画出E 点轨迹如下9， MATLAB程序代码位移曲线x=0:0.0001:2*pi;y1=18*sin(x);y2=60*sqrt(1-0.

8、09*(cos(x).2);y=y1-y2;plot(x,y);速度曲线a=0:1:360 x=a*pi./180;y1=18*cos(x);y2=2.7*sin(2*x);y3=sqrt(1-0.09*(cos(x).2);y=(y1-y2./y3)*24.08554plot(x,y);加速度曲线a=0:0.0001:360;x=a.*pi./180;y1=18.*sin(x);y5=(1-0.09*(cos(x).2).1.5;y=(0-y1-(y2.*y3-y4)./y5).*24.085542;plot(x,y);点的运动轨迹曲线a=10.*pi./180:0.0001:80.*pi.

9、/180;b=54.*pi./180;o3x=-34.*cos(b);o3y=34.*sin(b);dx=o3x+29.*cos(a);dy=o3y+29.*sin(a);r1=asin(34.*sin(a+b)./o2d);r2=acos(o2d).2+45.83891.2-12.18580.2)./(2.*(o2d).*45.83891);plot(ex,ey);B 点的位移、速度、加速度数据角度（ ）位移（ mm)速度（ mm/s)加速度（ *10000mm/s2)0-57.2364433.5397-0.32845-55.3960419.5697-0.356210-54.1960403.

10、6721-0.488515-54.2640382.6548-0.532620-51.4101363.8259-0.604025-4902235334.6655-0.645230-48.9396317.1352-0.678435-47.8654285.2145-0.693240-46.8239266.3064-0.719745-45.9654235.3256-0.723550-45.0851213.4059-0.737255-44.2852183.2654-0.738660-43.7327159.8069-0.740465-43.1235135.2356-0.739670-42.7689106.

11、2564-0.737075-42.532686.2354-0.736880-42.192053.0112-0.732785-42.086525.1254-0.731590-42.00000-0.730995-42.0980-25.1256-0.7315100-42.1920-53.0112-0.7327105-42.4562-86.2354-0.7331110-42.7689-106.2564-0.7370115-42.7523-135.2356-0.7395120-43.7327-159.8069-0.7404125-44.0567-183.2654-0.7386130-45.0851-21

12、3.4059-0.7372135-45.1254-235.3256-0.7245140-46.8239-266.3064-0.7197145-47.3265-285.2145-0.6923150-48.9396-317.1352-0.6784155-49.2464-334.6655-0.6523160-51.4101-363.8259-0.6040165-52.1656-382.6548-0.5324170-54.1960-403.6721-0.4885175-56.2354-419.5697-0.4256180-57.2364-433.5397-0.3284185-59.0123-445.3

13、566-0.2456190-60.4473-450.2344-0.1259195-61.2395-450.56840.0025200-63.7229-450.96220.1103205-64.2354-443.25460.2354210-66.9396-433.77760.3658215-68.2546-413.65920.4562220-69.9643-397.91500.6227225-71.2356-375.36540.7562230-72.6627-343.94200.8626235-73.5656-300.24680.9654240-74.9096-273.73281.0682245

14、-75.2114-293.26541.1235250-76.5978-190.30221.2254255-77.0123-100.26651.2986260-77.6451-97.55551.3239265-77.9654-46.55661.3452270-78.000001.3575275-77.965446.55661.3698280-77.645197.55551.3239285-77.0123100.26651.3211290-76.5978190.30221.2254295-75.2114293.26541.1235300-74.9096273.73281.0682305-73.56

15、56300.24680.9654310-72.6627343.94200.8626315-71.2356375.36540.7562320-69.9643397.91500.6227325-68.2546413.64920.5241330-66.9396433.77760.3658335-64.2354443.25960.2415340-63.7229450.96220.1103345-61.2395450.56840.0025350-60.4473450.2344-0.1259355-59.0123443.2546-0.2456360-57.2364433.5397-0.328412.E 点的坐标数据（与对应）a( ）Ex(mm)Ey(mm)1066.066148.21981561.077162.15532057.819668.97522554.820174.35533051.922178.90573549.061182.86784046.205986.36194543.3433