Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературных и патентных источников. постановка задачи исследования 9
1.1 Общие сведения о механизмах транспортирования ткани швейных машин 9
1.2 Обзор конструкций механизмов транспортирования ткани с одной нижней зубчатой рейкой 15
1.3 Анализ траекторий движения рейки 24
1.4 Обзор литературы по исследованию механизмов транспортирования 40
1.5 Постановка задачи исследования 45
2. Анализ возможности получения прямолинейного участка траектории движения зубчатой рейки на примере швейной машины класса 47
2.1 Кинематический анализ механизма транспортирования материалов швейных машин 131 класса 47
2.2 Исследование чувствительности траектории движения зубчатой рейки к изменению параметров узла рейки 69
2.3 Анализ возможности получения прямолинейного движения зубчатой рейки механизмов транспортирования материалов швейных машин 7g
2.4 Математическое моделирование кинематики узла зубчатой рейки в случае выстоя коромысла узла вертикальных перемещений 89
3. Синтез механизма транспортирования ткани с прямолинейным участком движения зубчатой рейки 101
3.1 Предварительные замечания 101
3.2 Определение величины размаха выходного коромысла кинематической цепи вертикальных перемещений зубчатой рейки 110
3.3 Определение области существования шестизвенных передаточных механизмов, удовлетворяющих условиям синтеза 118
3.4 Анализ влияния параметров \|/га, (р0 и ці0 на угол рабочего хода 126
3.5 Кинематический анализ синтезированного механизма 136
4. Исследование динамики механизма транспортирования с прямолинейным участком траектории движения зубчатой рейки 146
4.1 Общие соображения 146
4.2 Динамическая модель прижимной лапки 149
4.3 Математическая модель прижимной лапки 153
4.4 Определение кинематического внешнего воздействия на прижимную лапку со стороны зубчатой рейки 159
4.5 Моделирование на ЭВМ динамики прижимной лапки 171
Заключение 214
Список литературы
- Обзор конструкций механизмов транспортирования ткани с одной нижней зубчатой рейкой
- Обзор литературы по исследованию механизмов транспортирования
- Исследование чувствительности траектории движения зубчатой рейки к изменению параметров узла рейки
- Определение величины размаха выходного коромысла кинематической цепи вертикальных перемещений зубчатой рейки
Введение к работе
В настоящее время существует большой спрос на современную, модную одежду высокого качества. При этом появляется необходимость в разработке новых технологических процессов и нового швейного оборудования, позволяющего удовлетворить требования моды. Так как современная мода быстро меняется, необходима разработка универсального высокопроизводительного швейного оборудования, позволяющего получать качественные готовые швейные изделия. Качество готовых швейных изделий во многом определяется качеством строчки, которое существенным образом зависит от работы механизма транспортирования материалов швейной машины. Поэтому большое внимание уделяется модернизации и разработке новых высокоскоростных механизмов транспортирования ткани, способных создавать качественную строчку при высокой производительности. Исходя из сказанного, данная диссертационная работа, посвященная разработке механизмов транспортирования ткани с прямолинейной, параллельной игольной пластине траекторией движения зубчатой рейки в процессе рабочего хода, является важной и актуальной.
Целью настоящей работы является синтез нового реечного рычажного механизма транспортирования ткани с прямолинейным, параллельным игольной пластине участком движения зубчатой рейки в процессе рабочего хода.
Для реализации указанной цели необходимо решить следующие задачи:
исследовать возможность получения траектории зубчатой рейки с прямолинейным параллельным игольной пластине участком движения в процессе рабочего хода;
выполнить анализ и разработать узел зубчатой рейки с минимальным углом поворота зубчатой рейки относительно игольной пластины в процессе транспортирования материалов (рабочий ход механизма транспортирования);
3) решить задачу синтеза шестизвенного реечного рычажного механизма
привода узла вертикальных перемещений зубчатой рейки с выстоем
выходного звена при заданном значении угла рабочего хода;
4) исследовать динамику синтезированного механизма
транспортирования материалов с прямолинейным, параллельным игольной
пластине участком движения зубчатой рейки;
5) выполнить сравнительный анализ динамики синтезированного
механизма с существующим механизмом транспортирования материалов
швейной машины конструктивно-унифицированного ряда 131 кл., на базе
которого синтезирован новый механизм;
6) дать инженерные рекомендации по совершенствованию реечных
рычажных механизмов транспортирования материалов.
При решении поставленных задач применялись современные методы математики, нелинейной механики, статистики, оптимизации, математического моделирования с использованием широких возможностей современных ЭВМ.
1. Решена задача синтеза механизма транспортирования ткани с
прямолинейным, параллельным игольной пластине участком движения
зубчатой рейки во время рабочего хода.
2. Получены области существования по положению промежуточной
опоры шестизвенных рычажных механизмов, которые могут быть
использованы при синтезе механизма транспортирования с прямолинейным
участком движения зубчатой рейки; выполнен анализ влияния положения
промежуточной опоры и геометрических размеров звеньев на угол рабочего
хода механизма транспортирования тканей.
3. Разработано математическое, алгоритмическое и программное
обеспечение для выявления параметров движения коромысла
кинематической цепи вертикальных перемещений зубчатой рейки,
необходимых для решения задач синтеза механизма транспортирования.
4. Разработано математическое, алгоритмическое и программное
обеспечение для исследования чувствительности траектории движения
среднего зуба зубчатой рейки к изменению геометрических параметров узла
рейки.
5. Выполнено аналитическое исследование и предложены
конструктивные схемы узла рейки, позволяющие зубчатой рейке двигаться
по линии, параллельной игольной пластине.
6. Разработано математическое, алгоритмическое и программное
обеспечение для исследования динамики механизма транспортирования
ткани с прямолинейным, параллельным игольной пластине, участком
движения зубчатой рейки во время его рабочего хода.
Разработанное математическое, алгоритмическое и программное обеспечение для решения задач динамического анализа и синтеза механизмов транспортирования ткани швейных машин в совокупности составляют методическую и научную базу для проектирования и модернизации указанных механизмов с широким использованием ЭВМ. По результатам исследований получено два патента. Использование результатов работы в промышленности обеспечит сокращение времени на проектирование, изготовление, доводку и внедрение новых конструкций механизмов транспортирования ткани швейных машин, облегчит наладку механизмов транспортирования на швейных фабриках, повысит качество готовых швейных изделий за счет улучшения качества строчки.
Материалы диссертационной работы используются на кафедре машиноведения Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна в курсе лекций: «Машины и аппараты швейной промышленности», на практических и лабораторных занятиях по курсу «Динамика механизмов и узлов машин легкой промышленности», в курсовом и дипломном проектировании студентов направления 651600 «Технологические машины и оборудование», специальность 150406 -«Машины и аппараты текстильной и легкой промышленности» и могут быть
использованы в других высших учебных заведениях, осуществляющих подготовку специалистов по специальности 150406.
Основные положения работы были доложены на следующих конференциях: Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности Текстиль - 2005», г. Москва, 2005; Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Дни науки-2004», г. С-Петербург, 2004; Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности», г. СПГУТД, 2005; на научно-технических семинарах кафедры машиноведения СПГУТД в 2004, 2005 годах.
По теме диссертационной работы получено два патента, опубликовано три статьи и тезисы докладов (3 шт.).
Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Содержит 153 стр. машинописного текста, 130 рисунков, 12 таблиц и библиографический список из 71 наименований.
Автор выражает благодарность к.т.н., доценту Марковцу А.В. за консультации и помощь, оказанные при выполнении данной работы.
Обзор конструкций механизмов транспортирования ткани с одной нижней зубчатой рейкой
Конструкции механизмов транспортирования ткани различаются в зависимости от назначения швейной машины. Однореечные механизмы подразделяются на механизмы, в которых рейка располагается относительно игольной пластины сверху и механизмы, в которых рейка движется в прорези игольной пластины под материалами (большинство однореечных механизмов).
Рассмотрим механизм транспортирования материалов швейной машины 22-А кл. Плоская структурная схема механизма приведена на рис. 1.4. Привод механизма осуществляется от расположенного в рукаве швейной машины главного вала О], на котором установлены кривошипы-эксцентрики OjA и OjD. Перемещения в горизонтальной плоскости рейка Q получает с помощью четырехзвенника ОіАВОг, коромысла ОгС, шарнирно соединенного с рычагом рейки. Движения в вертикальной плоскости рейка Q получает от четырехзвенника O1DMO3, коромысла O3F, связанным с рычагом рейки поступательной кинематической парой. В узле горизонтальных перемещений рейки применена трехповодковая структурная группа (звено АЕВ с тремя поводками: 02В, О4Е, ползун А). Регулировка шага транспортирования и переход на реверсивную подачу осуществляется на ходу благодаря наличию вышеуказанной трехповодковой группы.
Рассмотрим механизм транспортирования материалов швейной машины 1022 кл. [2]. На рис. 1.5 приведена плоская структурная схема механизма транспортирования материала. Привод вертикальных перемещений рейки аналогичен приводу того же узла механизма машины 22 кл. Конструкция узла горизонтальных перемещений рейки позволяет изменять шаг транспортирования и направление подачи материала на ходу машины. Узел горизонтальных перемещений состоит из четырехзвенника OjABG, от шарнира В которого с помощью кинематической цепи ВЬОгС получает движение по горизонтали рейка Q. Величина и направление перемещений рейки Q при полном обороте кривошипа 0)А зависят от положения шарнира G, который тягой GH связан с рычагом регулятором О5Р, Пружина N обеспечивает прижим упора S к ограничителю на корпусе машины. Перемещением упора S вдоль звена 05Р регулируется шаг транспортирования, а при нажатии на рукоятку Р до упора направление перемещения материала меняется на обратное.
Более совершенную конструкцию имеет механизм транспортирования материалов швейной машины 1022М класса. Механизм транспортирования состоит из узлов вертикальных и горизонтальных перемещений зубчатой рейки, регулятора длины стежка и прижимной лапки.
Рассмотрим механизм транспортирования материалов швейной машины 97 класса (рис. 1.6). Машина 97 класса имеет аналогичное назначение, что и машина 22-А класса. Частота вращения главного вала - до 5000 об/мин.
Механизм транспортирования ткани швейной машины 97 класса (см. рис. 1.6) имеет аналогичное устройство механизму машины 1022 кл., но входные звенья механизма (эксцентрики узлов горизонтального и вертикального перемещений рейки) расположены на распределительном валу в платформе швейной машины. Регулировка шага транспортирования производится изменением эксцентриситета эксцентрика OjA, а для изменения направления подачи материала применен узел, принцип работы которого аналогичен механизму машины 1022 кл. (на рис. 1.6 пунктиром показано движение шарнира М в положение М , при котором направление транспортирования материалов изменяется с прямого на обратное). Соединение рычага рейки с выходным звеном узла вертикальных перемещений - коромыслом O3F производится поступательной кинематической парой.
В настоящее время наиболее современную конструктивную схему имеют швейные машины КУР-31, поэтому рассмотрим ее более подробно.
В состав ряда входят неавтоматизированные и автоматизированные швейные машины с различными механизмами продвижения материала общего назначения, а также специализированные машины, имеющие различную технологическую оснастку.
В машинах ряда используются четыре унифицированные между собой швейные головки, отличающиеся способом и, соответственно, механизмом продвижения материала: одной нижней рейкой, двумя нижними рейками (горизонтальный дифференциал), нижней рейкой и отклоняющейся иглой, нижней и верхней рейками (вертикальный дифференциал).
Материал перемещается прерывисто в направлении от оператора в период нахождения иглы вне материала в результате взаимодействия зубчатой рейки и лапки. Рейка Q (рис. 1.8) движется по эллипсообразной траектории и перемещает материал только на рабочем участке своей траектории, расположенной выше игольной пластины.
Зубчатая рейка перемещается по траектории, являющейся результатом сложения двух движений - перемещения зубчатой рейки по горизонтали и вертикали, получаемых от распределительного вала О] (см. рис. 1.8). На валу О] установлено два эксцентрика с эксцентриситетами OjA и 0]Е. Кинематическая цепь O1ABKCO3D обеспечивает движение рейки Q по горизонтали, перемещая материал на длину стежка и состоит из связанных с распределительным валом Oi швейной машины (не показана) кривошипа О]А, соединенного шатунами АВ и ВС с коромыслом подачи CO3D, установленным в платформе (не указано) машины и соединенного с рычагом DN, несущим зубчатую рейку Q.
Обзор литературы по исследованию механизмов транспортирования
Разработке новых и модернизации существующих механизмов транспортирования ткани посвящено большое количество исследований и публикаций. Следует отметить работы С. Н. Кожевникова, М. М. Пруслина [12], И. В. Сергевнина [13], Ф. И Червякова, Н. В. Сумарокова, [14], В. П. Полухина, Л. Б. Рейбарха [15], Л. К. Милосердного [16], В. П. Гарбарука [16], Н. М. Валыцикова, Б. А. Зайцева, Ю. Н. Валыцикова [4], А. И. Комисарова, В. В. Жукова, В. М. Никифорова, В. В. Сторожева [17], С. С. Эппеля [18], В. В. Рачка, Ю. Ю. Щербаня, В. А Горобца [20], И. И. Вульфсона, Т. С. Грибкова [60 - 61], Л. С. Мазина, А. В. Марковца [21 - 28] и др. Все эти исследования опираются на классические работы И. И. Артоболевского, Н. И. Левицкого, В. М. Диментберга, В. В. Добровольского, С. Н. Кожевникова, В. А. Зиновьева, Э. Е. Пейсаха [29 - 41] и многих других. Каждый из них внес свой вклад в развитие методов кинематического анализа и синтеза рычажных механизмов, в частности В. А. Зиновьев [35] (метод замкнутых векторных контуров, метод инверсии замены начального звена), И. И. Артоболевский [30] (метод размыкания кинематической цепи), В. В. Добровольский [33] (метод вставки звена), Ф. М. Диментберг [32] (метод анализа, основанный на винтовом исчислении), О. Г. Озол [44] (метод треугольников), Э. Е. Пейсах [9, 36 - 40] (развитие метода векторных контуров, метод вставки двухпарного звена, метод блокируемых зон) и т.д.
На базе указанных методов разработано большое число пакетов прикладных программ для ЭВМ, предназначенных для решения задач кинематического анализа и синтеза [21 - 28, 36, 40 и т.д.]. К сожалению, для плоских рычажных механизмов достаточно сложной структуры решение задач кинематического анализа и синтеза остается весьма проблематичным. Особенно это заметно при решении задач кинематического синтеза. Как правило, пакеты программ синтеза ориентированы на решение задач определенного класса и не претендуют на общность. Наиболее широкий класс задач кинематического анализа и синтеза может быть решен с помощью пакетов прикладных программ, разработанных Э. Е. Пейсахом и А. Б. Кикиным [36 - 40, 43]. Применительно к швейным машинам пакет прикладных программ кинематического анализа и синтеза рычажных механизмов был разработан В. П. Полухиным.
В работе S. Mende [44] выполнен анализ конструкций и кинематических схем реечных рычажных механизмов транспортирования ткани. Анализ ошибок в структурных группах беспосадочных механизмов транспортирования ткани швейных машин выполнен в работе М. М. Закарая [45]. В. И. Дзюба и Б. В. Орловский [46] предлагают выбрать модель кинематической схемы механизма транспортирования и, изменяя параметры кинематической схемы, выполнять ее оптимизацию. Разработке методов кинематического анализа механизмов транспортирования ткани посвящены работы Ю. Ю. Щербаня и В. А. Горобца [20, 47 - 50]. В [48] предложена методика определения кинематических характеристик трехповодковых групп, в которых транспортируемый материал считается одним из звеньев. В [49] выполнен кинематический анализ механизма транспортирования ткани с вертикальным дифференциалом швейной машины 897 класса. В [50] рассмотрена задача оптимизации параметров кинематической схемы механизма транспортирования ткани с вертикальным дифференциалом на ЭВМ. В статье Zhao Xifang, Zhang Zongming [51] исследуются основные режимы работы механизма транспортирования ткани машины класса FB2-1, в состав узлов горизонтального и вертикального движений зубчатой рейки которых входят трехцентровые кулачки, охватываемые вилками, расположенными на концах одного из звеньев указанных узлов. На основании полученных математических моделей, на ЭВМ анализируется траектория движения среднего зуба зубчатой рейки, выявляются факторы (взаимное расположение и длина звеньев), наиболее влияющие на траекторию движения.
Оптимизационному синтезу параметров реечного рычажного механизма транспортирования ткани посвящена статья В. Ф. Ермолаева, В. А. Лишанкова и др. [52]. Минимизируется горизонтальная составляющая скорости среднего зуба зубчатой рейки в начале и конце шага транспортирования. Графоаналитический метод синтеза параметров регулируемого шестизвенного механизма, входящего в состав кинематической схемы механизма транспортирования ткани, использован в работах Б. С. Сункуева [53, 54]. В статье В. Ф. Смирновой, В. П. Шерстнева, Б. С. Сункуева [55] выполнена оптимизация параметров кинематической схемы механизма транспортирования по функциональным зависимостям углов передачи от указанных параметров. Влияние скоростных режимов работы швейной машины на структуру и качество стежков анализируется в статье О. Н. Гордеева, В. А. Пищакова, В. В. Федоренко [56]. Для визуального анализа процесса образования стежка, работы реечного механизма транспортирования ткани швейных машин в работе М. М. Фридлянда [57] используется скоростная кинофотосъемка.
Исследования процесса транспортирования ткани на высокоскоростных швейных машинах приведены Л. Б. Рейбархом, В. П. Полухиным в [60], ими выполнен анализ влияния на длину стежка частоты вращения главного вала швейной машины, давления прижимной лапки на стачиваемые материалы, массы материала. В статье Ю. Ю. Щербаня, В. А. Горобца [50] приведены результаты экспериментального определения зависимости величины посадки материала при стачивании тканей с различными физико-механическими характеристиками от частоты вращения главного вала машины. Отмечается возможность увеличения посадки материала путем увеличения усилия прижима материала к игольной пластине прижимной лапкой (длина стежка при этом остается стабильной).
Исследование чувствительности траектории движения зубчатой рейки к изменению параметров узла рейки
Важнейшими параметрами, характеризующими технологические возможности механизма привода рейки (рис. 2.12) являются: 1) шаг транспортирования Г; 2) максимальная величина подъема рейки над игольной пластиной/?;; 3) максимальная величина опускания рейки под игольную пластину/ 4) угол рабочего хода механизма транспортирования ткани срр.
Как уже указывалось выше (см. рис. 2.1), величина Т регулируется изменением угла р\ Изменение угла Р может оказывать влияние и на величины /?,, р2, фр. Для определения зависимостей Тф), р{ф), /?2(Р) ФҐР) можно воспользоваться разработанной выше программой кинематического анализа. В общем случае координаты Хд, Yg есть некоторые функции (рис.2.2) угла поворота главного вала швейной машины ф, т.е.: Хв=Ш;д=и р). (2.1) Для определения зависимостей Т(Р), Pi(p), р2(Р) иф((3) угол фє[0, 2ті] разобьем на N интервалов. Пусть (рі = і-А (р, i = 0,N, Аср = 2n/N. (2.2) где А (р - шаг дискретизации угловой координаты р, N - число рассчитываемых положений механизма.
Обозначим (см. рис. 2.12) ХА, YA - координаты точки А, образованной пересечением игольной пластины и траектории движения рейки (YA = Н). Для определения угла ср = щ при котором происходит выход среднего зуба зубчатой рейки над игольной пластиной можно воспользоваться следующим алгоритмом (см. рис. 2.13):
1) выполним кинематический анализ механизма транспортирования при / = 0 и определим координаты {ХА)Ь (Y i среднего зуба рейки;
2) увеличим номер / на единицу и опять выполним кинематический анализ механизма, в результате чего определим координаты (Xg),+/ и (YQ) J+y;
3) ЄСЛИ ВЫПОЛНЯЮТСЯ УСЛОВИЯ, ЧТО При / = І о, (ЇА)І = Н ИЛИ (Yyi)i0 Н и (Y io+i Н, то при / = i0, либо при изменении угла от щ0 до эд,+/ средний зуб рейки находится на или пересек уровень Н - игольной пластины; перебор номера / прекращается.
Таким образом, в результате выполнения описанного алгоритма будут найдены координаты среднего зуба рейки (XA)j (YA)i и угол поворота # /„, при котором происходит выход рейки за игольную пластину. Для конкретизации значения угла (р, при котором YA( PA) = Н (2.3) с большей точностью, чем это сделано выше перепишем уравнение (2.3) в виде: YA((PA)-H=0 (2.4)
Известно, что при изменении (рот % до (pi+i функция YA((PA) -Яменяет знак. Для решения нелинейного уравнения (2.4) воспользуемся методом половинного деления [64]. На рисунке 2.13 приведена блок-схема алгоритма определения угла поворота рА распределительного вала (входного звена) механизма транспортирования, при котором происходит начало транспортирования и определения координаты JQ точки А. В этой блок-схеме в блоке 4 и 7 происходит обращение к программе кинематического анализа механизма транспортирования. В блоке 10 для решения нелинейного уравнения используется стандартная функция системы MATLAB fzeroQ [28], реализующая метод половинного деления. Аналогичным образом может быть составлен алгоритм поиска точки окончания транспортирования (точка В см. рис. 2.12). Блок-схема алгоритма в этом случае приведена на рисунке 2.14. Отличие состоит лишь в том, что в блоке 8 проверяется условие, согласно которому происходит определение углов pi и cpi+i, соответствующих уходу рейки под игольную пластину.
В соответствии с разработанным алгоритмом на языке системы MATLAB написана функция findparamQ. Блок-схема алгоритма этой функции приведена на рис. 2.15. Функция использует функции findAQ, findBQ, funzeroQ, алгоритмы которых приведены на рис. 2.13, 2.14. С использованием разработанных программ получены зависимости Г((3), /?j(P), Р2(Р) графики которых приведены соответственно на рис. 2.16, 2.17 а, б.
Как следует из указанных рисунков при (3=107, Т=0, т.е. зубчатая рейка не перемещает стачиваемые материалы; при Р 107 механизм транспортирования ткани совершает прямой ход, а при р 107 - обратный. Отрицательные значения величины шага транспортирования Т говорят о том, что транспортирование материалов идет в направлении на работающего. График зависимостей Тф) является практически линейным (см. рис. 2.16). В соответствии с паспортными значениями, величина Т может изменяться от 0 до 3 мм. Исходя из графика (см. рис. 2.16), при Т=3 мм, Р=130, что соответствует прямому ходу; при Т=-3 мм, Р«87, что соответствует обратному ходу зубчатой рейки.
При изменении угла Р, т. е. при регулировании шага транспортирования изменяется значение pj и р2, при этом зависимости р1ф) и р2ф) являются убывающими (см. рис. 2.17 а, б). На интервале Р є [87, 130], что соответствует паспортному изменению значения Т от -3 до 3 мм величина pj изменяется на 0,09 мм, а величина р2 - на 0,03 мм, что является вполне приемлемым из конструктивных соображений.
Определение величины размаха выходного коромысла кинематической цепи вертикальных перемещений зубчатой рейки
Как уже указывалось ранее (см. п. 3.1) при синтезе шестизвенного рычажного механизма с выстоем выходного звена с помощью программы Archimed должны быть заданы параметры функции положения (\j/m, р0, \\f0, Av/m см. рис. 3.2, г) и ряд геометрических параметров механизма (xD, yD, xG, yG, FG, см. рис. 3.4 и табл. 3.1). Координаты xG, yG опоры G соответствуют координатам опоры 03 (см. рис. 2.20, в) узла зубчатой рейки выполненной по схеме параллелограмма. Указанные координаты были вычислены в п. 2.4 (см. табл. 2.5). Параметры i/m, ф0, \/0, xG, yG, FG необходимо выбрать в процессе синтеза с учетом технологических требований к величине перемещений зубчатой рейки при ее движении над и под игольной пластиной на рабочем и холостом ходу, а также, с учетом вписывания разрабатываемого механизма транспортирования в габариты швейной машины и рабочие зоны других механизмов (например, челнока).
Часть из указанных параметров может быть назначена конструктором исходя из конструктивных соображений, а другие параметры должны соответствовать требуемым значениям перемещения зубчатой рейки. К параметрам, назначаемым конструкторам можно отнести координаты xD, yD опоры D и длину коромысла FG. При этом важно знать область возможных значений указанных параметров при которых механизм может быть синтезирован.
Для определения области существования шестизвенного механизма, удовлетворяющего условиям синтеза и выбора координат опоры D, воспользуемся возможностями программы Archimed. Зададим в этой программе следующие исходные данные: xD = 45 мм; yD = -20 мм; xG = 56 мм; yG = 7.5 мм; FG = 25 мм; \/т = 18.7; ф0 = 38; ц/0 = 0.05; Д\]/т = 0.02 и выполним синтез (координаты опоры G соответствуют положению опоры 03 (см. табл. 2.5), а координаты опоры D заданы исходя из габаритов швейной машины 31 класса). В результате счета получено несколько вариантов механизмов (см. рис. 3.6), отвечающих условиям синтеза. На наш взгляд наиболее подходящим является вариант №5. Эта схема механизма имеет допустимые углы передачи [29] и может быть изготовлена в габаритах машины 31 класса.
Как показывают результаты пилотных экспериментов по программе Archimed, при изменении значений координат опоры D выбранный вариант может и не существовать. Для анализа возможных значений координат опоры D, при которых указанный вариант механизма существует, будем последовательно изменять координаты опоры D в указанном выше интервале с шагом 5 мм и производить с помощью программы Archimed синтез. На рис. 3.16 приведена полученная в результате вычислений область возможных значений координат опоры D при которых вариант механизма №5 существует (эта область на рис. 3.16 заштрихована). Следует отметить, что на полученную область возможных значений координат опоры D (см. рис. 3.16) могут, как показывают результаты счета, оказывать влияние параметры v/m и i/0. Для оценки влияния параметра vj/m о (величина \\i0 принята равной 0.05) на область возможных значений координат опоры D сначала увеличим величину угла v/m до 20 , затем до 25 и с помощью программы Archimed повторим синтез шестизвенного механизма, изменяя координаты опоры D. Полученные области существования приведены на рис. 3.17, 3.18. Как видно из приведенных графиков, с увеличением \j/m увеличивается область существования механизма и она становится более равномерной. Величина i/0, равная 0.05 не позволяет синтезировать шестизвенный механизм при ф0 = 20. Для решения задачи синтеза в этом случае было принято \/0 = 0.001. Проверка результатов счета для графиков, приведенных на рис. 3.16 - 3.19, а показала, что при ці0 =0.001 области возможных значений координат опоры D существует и имеет вид (рис. 3.19, б). Как будет видно из дальнейшего анализа, величину vj/0 следует делать по возможности больше. Поэтому на рис. 3.16 - 3.19, а и выведены графики, соответствующие v/0 = 0.05.
На рис. 3.19, 3.20 приведены области возможных значений координат опоры D, полученные при ф0=20;38 и \/т=20. С увеличением ф0 область расширяется и становится более равномерной.
Исходя из полученных результатов (см. рис. 3.16 - 3.20), область возможных значений координат опоры D, при которых вариант механизма №5 существует лежит в интервале xDe[40;60], yDe[0;-15]. Таким образом, при решении задач синтеза шестизвенной кинематической цепи именно в этой области и следует выбирать положение промежуточной опоры 06. Для синтеза реального механизма необходимо задавать величины ц/т, \/0, ф0. Угол ф0 соответствует углу, на котором осуществляется выстой выходного звена - коромысла EO3D (см. рис. 3.1 а, 6) механизма вертикальных перемещений. Однако в реальном механизме важен не этот угол, а угол рабочего хода фР зубчатой рейки механизма транспортирования, взятый из циклограммы работы машины. К сожалению, аналитические зависимости Фр=Фр(Фо) отсутствуют. Поэтому необходимо методом перебора на ЭВМ найти такое ф0, которое на выбранном для синтеза механизме (вариант №5) обеспечивал бы с требуемой для практических целей точностью величину фр. Исходя из сказанного, варьированием параметров \/m, VJ/0, ф0 данная задача может быть решена. Последовательно выберем ц/т =18.7; 20; 25. При этом \/0 будем изменять \/0 = 0.05, 0.005.Величина ф0 изменялась от 10ч-100. На рис. 3.21 приведены результаты счета в виде областей, в которых вариант механизма №5 существует.
